Question

“氫”既是重要的化工原料，也是未來最理想的新能源．
（1）①實驗測得，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出142.9kJ熱量，1mol H₂O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H₂O（l）時放出44.0kJ熱量．則氫氣燃燒生成H₂O（g）的熱化學(xué)方程式為

2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1

．
②熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS）是使用熔融碳酸鋰、碳酸鉀作電解質(zhì)的一種新型電池，該電池的工作溫度為650℃．負(fù)極由鎳鉻鋁合金燒結(jié)而成，正極材料為多孔鎳，電池反應(yīng)為：H₂+CO+O₂=CO₂+H₂O．下列說法不正確的是

AB

A．負(fù)極反應(yīng)Al-3e^-=Al³⁺                      B．燃料氣體是氧氣
C．正極反應(yīng)為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-              D．該電池也可用烴類作燃料
（2）用CO₂和氫氣為原料，在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)，
2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）  25℃時，K=2.95ⅹ10¹¹
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(CH3CH2OH)．C3(H2O)

C2(CO2)．C6(H2)

．
②在一定壓強下，

n(H2)

n(CO2)

=2，測得反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)如下表．

溫度（K）	500	600	700	800
CO2轉(zhuǎn)化率（%）	60	43	28	15

根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：升高溫度，平衡常數(shù)K值

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）；上述反應(yīng)的焓變△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
③其它條件不變，適當(dāng)提高c（CO₂），則乙醇的產(chǎn)量

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同．），此時K值

不變

．
④在一定溫度下，H₂的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖，則p₁

＜

p₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）①實驗測得，1g氫氣的物質(zhì)的量=

1g

2g/mol

=0.5mol，0.5mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出142.9kJ熱量，則2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出483.6kJ熱量，1mol H₂O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H₂O（l）時放出44.0kJ熱量，根據(jù)蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式；
②該燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
 ②根據(jù)溫度和二氧化碳的轉(zhuǎn)化率知，升高溫度二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，則生成物濃度降低，平衡常數(shù)減小，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
③增大反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；
④根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”判斷壓強大小．

解答：解：（1）①實驗測得，1g氫氣的物質(zhì)的量=

1g

2g/mol

=0.5mol，0.5mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出142.9kJ熱量，則2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出483.6kJ熱量，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-571.6kJ?mol^-1，1mol H₂O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H₂O（l）時放出44.0kJ熱量，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為 H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ，根據(jù)蓋斯定律知，氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1，
故答案為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1；
②根據(jù)電池反應(yīng)式知，該燃料電池中，燃料是氫氣和一氧化碳，氧化劑是氧氣，
A．負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂、H₂-2e^-+CO₃^2-═CO₂+H₂O，故錯誤；                   
B．該燃料電池中氧氣是氧化劑，故錯誤；
C．正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極反應(yīng)為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，故正確；
D．烴中含有碳、氫元素，也可以作燃料，所以該電池也可用烴類作燃料，故正確；
故選AB；
（2）①化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，所以K=

c(CH3CH2OH)．C3(H2O)

C2(CO2)．C6(H2)

；
故答案為：K=

c(CH3CH2OH)．C3(H2O)

C2(CO2)．C6(H2)

；
②根據(jù)溫度和二氧化碳的轉(zhuǎn)化率知，升高溫度，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，乙醇的含量減小，所以平衡常數(shù)減小，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，向逆反應(yīng)方向移動，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則焓變小于0，故答案為：減小；＜；
③增大二氧化碳濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則有利于乙醇的產(chǎn)生，所以乙醇的產(chǎn)量增大，溫度不變，則平衡常數(shù)不變，故答案為：增大；  不變；       
④根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”知，p₁＜p₂，故答案為：＜．

點評：本題考查了原電池原理、化學(xué)平衡的移動等知識點，難度不大，化學(xué)平衡移動的有關(guān)知識是高考熱點，也是學(xué)習(xí)難點，難度中等．