Question

（1）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ/mol
則反應(yīng)CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g），△H=

 

kJ/mol．
（2）在一恒容的密閉容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H
①下列情形不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填序號(hào)）．
A．每消耗1mol CO的同時(shí)生成2molH₂
B．混合氣體總物質(zhì)的量不變
C．生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率相等
D．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示．A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K（A）

 

K（B）（填“＞”、“=”或“＜”，下同）；由圖判斷△H

 

0．
③某溫度下，將2.0mol CO和6.0molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c（CO）=0.25mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率=

 

，此溫度下的平衡常數(shù)K=

 

（保留二位有效數(shù)字）．
（3）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，用煤炭氣（CO、H₂）作負(fù)極反應(yīng)物，空氣與CO₂的混合氣體為正極反應(yīng)物，催化劑鎳作電極，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔點(diǎn)混合物作電解質(zhì)．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；則該電池的正極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律構(gòu)造出目標(biāo)反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)方程式，據(jù)此計(jì)算反應(yīng)熱，注意化學(xué)計(jì)量數(shù)乘以不同的系數(shù)，進(jìn)行加減，焓變也要乘以相同的系數(shù)，做相應(yīng)加減；
（2）①達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各個(gè)組分的濃度不隨著時(shí)間的變化而變化，根據(jù)化學(xué)平衡的特征，由此衍生出的一系列物理量都不變，據(jù)此來(lái)判斷；
②化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)隨著溫度的變化而變化，根據(jù)壓強(qiáng)恒定，溫度變化引起化學(xué)平衡移動(dòng)的方向來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)的吸放熱情況；
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)三段式來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)；
（3）該燃料電池中，負(fù)極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子而發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：（1）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol，
②C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①-②得CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g）△H=-524.8kJ/mol，
故答案為：-524.8；
（2）①A．每消耗1molCO的同時(shí)生成2molH₂，能證明正逆反應(yīng)速率是相等的，故A錯(cuò)誤；
B、該反應(yīng)是一個(gè)前后氣體系數(shù)和變化的反應(yīng)，當(dāng)混合氣體總物質(zhì)的量不變，達(dá)到額化學(xué)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率相等，不能證明正逆反應(yīng)速率是相等的，此時(shí)不一定達(dá)到化學(xué)平衡，故C正確；
D．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化，是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，故D錯(cuò)誤．
故選C；
②根據(jù)圖中CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，A、B兩點(diǎn)的溫度是一樣的，所以平衡常數(shù)相等，根據(jù)圖示內(nèi)容，壓強(qiáng)不變，當(dāng)溫度升該時(shí)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸減小，所以化學(xué)平衡向左移動(dòng)，所以該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，故答案為：=；＜；
③將2.0mol CO和6.0mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c（CO）=0.25mol/L，則              
                CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
初始濃度（mol/L） 1.0     3.0      0
變化濃度（mol/L） 0.75    1.5      0.75
平衡濃度（mol/L）  0.25    1.5      0.75
CO的轉(zhuǎn)化率

0.75

1

×100%=75%，此溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)?c(H2)3

=

0.75

0.25×1．52

≈1.3；
故答案為：75%；1.3；
（3）解：該燃料電池中，負(fù)極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子而發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了蓋斯定律的運(yùn)用、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等，注意三段式在計(jì)算中的應(yīng)用，根據(jù)正負(fù)極上得失電子結(jié)合電解質(zhì)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式，難度不大．