Question

(14分) 碳及其化合物有廣泛的用途。

（1）C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1，以上反應(yīng)達(dá)到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H2的產(chǎn)率的是 。(填序號(hào))

A．升高溫度　 B．增加碳的用量 C．加入催化劑　　D．用CO吸收劑除去CO

（2）又知，C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1

則CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）的△H=

（3）CO與H2在一定條件下可反應(yīng)生成甲醇，甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為 。

（4）在一定溫度下，將CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，得到如下數(shù)據(jù)：

t / min	2	4	7	9
n(H2O)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

①其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)

②該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________

③其他條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)___________(填“增大”、“減小”、“不變”)。

 

Answer 1

（14分）(1) AD （2分）

(2)- 41.2KJ/mol （2分）

(3)CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ （3分）

(4) ①< （2分） ② 0.36 （2分） ③不變 （3分）

【解析】

試題分析：（1）A、升高溫度，平衡正向移動(dòng)，氫氣的產(chǎn)率增大，正確；B、碳為固體，增加碳的量對(duì)平衡無影響，氫氣的產(chǎn)率不變，錯(cuò)誤；C、加入催化劑對(duì)平衡無影響，氫氣的產(chǎn)率不變，錯(cuò)誤；D、用CO吸收劑除去CO，生成物的濃度減小，平衡正向移動(dòng)，氫氣的產(chǎn)率增大，正確，答案選AD；、

（2）C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1， ①

C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1 ②

根據(jù)蓋斯定律，

CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）的△H=①-②=131.3 kJ?mol-1-172.5kJ?mol-1= - 41.2KJ/mol；

（3）稀硫酸作電解質(zhì)，甲醇為燃料，則負(fù)極是甲醇發(fā)生的氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ ；

（4）① CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）為放熱反應(yīng)，所以降低溫度，平衡正向移動(dòng)，達(dá)新平衡前v(逆)<v(正);

② CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）

開始時(shí)（mol/L） 0.08 0.08

平衡時(shí)（mol/L） 0.05 0.05 0.03 0.03

所以化學(xué)平衡常數(shù)K=0.032/0.052=0.36;

③該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，所以充入物質(zhì)的物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)成比例時(shí)，達(dá)到的平衡是等效平衡，開始時(shí)CO與H2O物質(zhì)的量比是1:1，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，CO與H2O物質(zhì)的量比仍是1:1，所以再達(dá)平衡時(shí)與原平衡等效，CO的體積分?jǐn)?shù)不變。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡理論的應(yīng)用，電化學(xué)原理的應(yīng)用，蓋斯定律的應(yīng)用