Question

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，以上反應達到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H2的產率的是          。(填序號)

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生成甲醇，甲醇是一種燃料，可利用甲醇設計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質溶液，多孔石墨做電極，該電池負極反應式為             。

（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：CO(g)＋H2O(g)        CO2(g)＋H2(g)，得到如下數據：

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

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

該溫度下此反應的平衡常數K=___________

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

Answer 1

【知識點】化學平衡的影響因素、有關反應熱的計算、化學電源新型電池、化學平衡的計算

【答案解析】（1）AD  （2分）  （2）-41.2KJ/mol（2分）

CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+  (3分） （4）< （2分） ‚0.36 （2分）  ƒ不變 （3分）

 解析：（1）達到平衡后，體積不變時，能提高H2的產率，應使平衡向正反應方向移動，反應是吸熱反應；A．反應是吸熱反應，升高溫度平衡正向進行，反應速率增大，有利于提高H2的產率，故A符合；　  B．增加碳的用量，固體不改變化學平衡，H2的產率不變，故B不符合；   C．加入催化劑改變化學反應速率，不改變化學平衡，H2的產率不變，故C不符合；　　D．用CO吸收劑除去CO，平衡正向進行，H2的產率增大，故D符合；
故答案為：AD；

①C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1，
②C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，
依據熱化學方程式和蓋斯定律②-①得到，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），△H=-41.2kJ•mol-1；

甲醇是一種燃料，可利用甲醇設計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質溶液，多孔石墨做電極，負極電極反應為：CH3OH（g）+H2O-6e-=CO2+6H+；

反應是放熱的，其他條件不變，降低溫度，平衡正向移動，反應達到新平衡前v(逆)<v(正)；

依據平衡三段式列式計算
               CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始（mol/L）   0.08   0.08      0       0
轉化（mol/L）   0.03   0.03     0.03    0.03

平衡（mol/L）   0.05   0.05     0.03    0.03

K=C(H2)C(CO2)/C(CO)C(H2O)=0.36

其他條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，等體反應與先前反應式等效的，所以平衡時CO的體積分數不變。

【思路點撥】本題考查較為綜合，涉及原電池、電解質以及化學平衡問題，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，注意把握化學平衡常數的應用以及平衡移動的影響因素，難度中等。