Question

（2011?湖南二模）（1）已知可逆反應(yīng)：M（g）+N（g）P（g）+Q（g）；△H＞0，請回答下列問題：
①在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為

25%

．此反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K=

0.5

．
②若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；達到平衡后，c（P）=2mol?L^-1’a=

6

mol?L^-1．
（2）隨著科學技術(shù)的進步，人們研制出了多種類型的甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求．
①有一類甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是：
A．CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+49.0kJ/mol
B．CH₃OH（g）+3/O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-676.7kJ/mol
由上述方程式可知，CH₃OH的燃燒熱

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）676.7kJ/mol．已知水的氣化熱為44kJ/mol則氫氣燃燒的熱化學方程式為

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol

②圖是某筆記本電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖．甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH₃OH（g）+3O₂═2CO₂+4H₂O．則c電極是

負極

（填“正極”或“負極”），c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是

CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)方程式利用三段式法計算轉(zhuǎn)化率，根據(jù)K=

c(P)?c(Q)

c(M)?c(N)

計算平衡常數(shù)；
②利用三段式法結(jié)合溫度不變平衡常數(shù)不變來計算；
（2）①利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱；
②原電池中電子從負極經(jīng)外電路流向正極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答：解：（1）①由方程式可知，M轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為1mol/L×60%=0.6mol/L，
           M（g）+N（g）P（g）+Q（g）
起始：1mol/L   2.4mol/L       0     0
轉(zhuǎn)化：0.6mol/L  0.6mol/L   0.6mol/L  0.6mol/L
平衡：0.4mol/L   1.8mol/L   0.6mol/L  0.6mol/L
則N反應(yīng)的量是0.6 mol/L，所以N的轉(zhuǎn)化率為

0.6mol/L

2.4mol/L

×100%=25%，
K=

c(P)?c(Q)

c(M)?c(N)

=

0.6mol/L×0.6mol/L

0.4mol/L×1.8mol/L

=0.5，
故答案為：25%；0.5；
②M（g）+N（g）P（g）+Q（g）
起始Ⅰ：1      2.4           0      0  
平衡Ⅰ：0.4      1.8         0.6    0.6
起始Ⅱ：4         a           0      0
平衡Ⅱ：2         a-2         2      2
平衡Ⅰ和平衡Ⅱ溫度相同，則K值相同，
則

2×2

2×(a-2)

=

0.6×0.6

0.4×1.8

，
解之得：a=6
故答案為：6；
（2）①氣態(tài)水液化為液態(tài)水要放熱，根據(jù)燃燒熱概念可知，生成穩(wěn)定的氧化物應(yīng)為液態(tài)水，所以CH₃OH的燃燒熱大于676.7kJ/mol，
已知：①CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-676.7kJ/mol
③H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44kJ/mol
利用蓋斯定律，將

②-①

3

-③可得：
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol，
故答案為：大于；H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol；
②原電池中電子從負極經(jīng)外電路流向正極，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移的方向可知c為負極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為
CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案為：負極；CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學平衡的計算，化學反應(yīng)與能量以及原電池知識，題目難度較大，注意平衡常數(shù)的計算和應(yīng)用，把握蓋斯定律的運用．