Question

Ⅰ.在體積恒定的密閉容器中，充入2mol CO₂和5mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)： CO₂(g) + 3H₂(g) CH₃OH(g) + H₂O(g)  △H = -49.0 kJ/mol。測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示：

（1）從反應(yīng)開始到第10min，H₂的轉(zhuǎn)化率為            ，在           該條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=          ，如果在某一時刻保持溫度不變，只改變濃度，使c(CO₂)=1.00mol/L，c(H₂)=0.40mol/L，c(CH₃OH)=c(H₂O)=0.80mol/L，則平衡             （選填序號）。

a．向正向移動     b．向逆向移動

c．不移動         d．無法確定平衡移動方向

（2）下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是               （選填序號）。

a．升高溫度                   b．充入He(g)，使體系壓強增大

c．將H₂O(g)從體系中分離       d．再充入l mol CH₃OH(g)

II．熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），發(fā)明于1889年�，F(xiàn)有一個碳酸鹽燃料電池，以一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物為電解質(zhì)，操作溫度為650℃，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣（CO、H₂的體積比為1:1）直接作燃料，其工作原理如圖所示。請回答下列問題：

（1）A電極的電極反應(yīng)方程式為              。

（2）常溫下，用石墨作電極，以此電源電解一定量的CuSO₄ 溶液。當(dāng)兩極產(chǎn)生的氣體體積相同時停止通電，若電解后溶液的體積為2L，溶液的pH=1（不考慮水解產(chǎn)生的H⁺），則陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是           。

 

Answer 1

【答案】

 

Ⅰ.（1） 90% ， K= 144 ， a （2） c d

II．（1） CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O  （2） 0.1mol

【解析】

試題分析：Ⅰ.由圖像判斷CO₂的濃度降低，CH₃OH(g)的濃度增高；  容器的體積為2L

       CO₂(g) + 3H₂(g) CH₃OH(g) + H₂O(g)

始量     2        5             0      0

轉(zhuǎn)化量  1.5      4.5           1.5    1.5

平衡量  0.5      0.5           1.5    1.5

H₂的轉(zhuǎn)化率為4.5÷5=0.9

K=1.5/2×1.5/2÷（0.5/2 ×(0.5/2)³）=144

Qc=0.80×0.80÷（1.00×0.40³）=10＜144，故平衡正向移動。

（2）a升高溫度平衡逆向移動，比值變小，錯誤；b恒容下充入He(g)，平衡不移動，比值不變，錯誤；c分離出產(chǎn)物，平衡正向移動，比值變大，正確；d再充入CH₃OH(g)，其含量變高，比值變大，正確；

II．（1）A電極為負(fù)極，注意介質(zhì)為碳酸鹽， CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O ；

（2）電解CuSO₄ 溶液，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極首先產(chǎn)生銅單質(zhì)，后產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)式為

陽極：4OH^- + 4e^- = O₂↑+ 2H₂O

陰極：Cu²⁺ + 2e^- = Cu(先)

2H⁺  + 2e^- = H₂↑（后）

兩極產(chǎn)生氣體的量相等，根據(jù)電子守恒列式為4n-2n=0.1×2[陽極產(chǎn)生的H⁺ 減去陰極消耗的H⁺ 等于溶液中剩余H⁺ ]    n=0.1mol

考點：考查化學(xué)平衡及電化學(xué)有關(guān)問題。