Question

【題目】實施以節(jié)約能源和減少廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策，是應對全球氣候問題、建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。試運用所學知識，回答下列問題：

Ⅰ．已知反應：①CH4(g)＋H2O (g) CO(g)+3H2(g)　ΔH＝+206 kJ·mol－1

②C(s)＋H2O (g) CO(g)+ H2(g) 　ΔH＝+131 kJ·mol－1

(1)工業(yè)制取炭黑的方法之一是將甲烷隔絕空氣加熱到1300℃進行裂解。填寫空白。CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)若800℃時，反應①的平衡常數(shù)K1=1.0，某時刻測得該溫度下，密閉容器中各物質的物質的量濃度分別為：c(CH4)=4.0 mol·L－1; c(H2O)=5.0 mol·L－1；c (CO)=1.5 mol·L－1；c(H2)=2.0 mol·L－1，則此時該可逆反應的狀態(tài)是_______(填序號)

a．達到平衡 b．向正反應方向移動 c．向逆反應方向移動

Ⅱ．甲醇是一種可再生能源，工業(yè)上用CO與H2來合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，回答下列問題：

(1)一定條件下，將CO與H2以物質的量之比1：1置于恒容密閉容器中發(fā)生以上反應，平衡時，下列說法正確的是_______。

A．v(H2)正=v(CH3OH)逆 B．2v(CO)=v(H2)

C．CO與H2轉化率相等 D．CO與H2的物質的量之比不再改變

(2)圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。溫度T1和T2大小關系是T1____T2(填“＞”、“＜”或“＝”)，對應溫度的平衡常數(shù)大小關系是K1____K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(3)用甲醇燃料電池作為直流電源，設計如圖2裝置制取Cu2O，寫出銅電極的電極反應式_______。

Answer 1

【答案】+75 b B D < > 2Cu+2OH-－2e-=Cu2O+H2O

【解析】

Ⅰ．（1）利用已知反應的熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律求解；

（2）此時濃度商為=0.6＜1，所以向正反應方向移動；

Ⅱ．（1）A．平衡時，用同一物質表示的反應速率v正=v逆，用不同物質表示的反應速率，速率之比等于化學計量數(shù)之比，v(H2)正=2v(CH3OH)逆；

B．速率之比等于化學計量數(shù)之比，2v(CO)=v(H2)；

C．CO與H2起始物質的量之比1：1，轉化量物質的量之比1：2，故CO與H2轉化率不相等；

D．由于CO與H2的物質的量之比不是按照化學計量數(shù)之比通入的，則達到平衡狀態(tài)時CO與H2的物質的量之比保持不變。

（2）首先達到平衡時溫度高，由圖可知溫度由T1升高至T2時，CO的轉化率降低，說明平衡向逆反應方向移動，所以K1＞K2。

（3）銅元素化合價升高，失去電子，銅電極是陽極，溶液顯堿性，則陽極電極反應式為2Cu＋2OH--2e-＝Cu2O＋H2O。

Ⅰ．（1）已知：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H＝+206 kJ/mol

②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g) △H＝+131 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知①－②即得到CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的△H＝+75kJ/mol。

故答案為：+75；

（2）此時濃度商為=0.6＜1，所以向正反應方向移動，選b；

故答案為：b；

Ⅱ．（1）由方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)可知，平衡時，

A．平衡時，用同一物質表示的反應速率v正=v逆，用不同物質表示的反應速率，速率之比等于化學計量數(shù)之比，v(H2)正=2v(CH3OH)逆，故A錯誤；

B．速率之比等于化學計量數(shù)之比，2v(CO)=v(H2)，故B正確；

C．CO與H2起始物質的量之比1：1，轉化量物質的量之比1：2，故CO與H2轉化率不相等，故C錯誤；

D．由于CO與H2的物質的量之比不是按照化學計量數(shù)之比通入的，則達到平衡狀態(tài)時CO與H2的物質的量之比保持不變，D正確，

故答案為：BD；

（2）首先達到平衡時溫度高，由圖可知溫度由T1升高至T2時，CO的轉化率降低，說明平衡向逆反應方向移動，所以K1＞K2。

故答案為：<；>；

（3）銅元素化合價升高，失去電子，銅電極是陽極，溶液顯堿性，則陽極電極反應式為2Cu＋2OH--2e-＝Cu2O＋H2O。

故答案為：2Cu+2OH-－2e-=Cu2O+H2O。