Question

（2008?南京一模）化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．
（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．
356g“可燃冰”（分子式为CH₄?9H₂O）释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为

1780.6kJ

．
（2）某种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示），电池的电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下传导O^2-．
已知该电池负极的电极反应为：C₄H₁₀+2O^2--4e^-=CO₂+H₂O，则该电池正极的电极反应式为

O₂+4e^-=2O^2-

，电池工作时，固体电解质里的O^2-向

负

极移动．
（3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H₂O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：T℃时物质的浓度（mol/L）变化

时间/min	CO	H2O（g）	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的．第4～5min之间，改变的条件是

增加H₂浓度

，第5～6min之间，改变的条件是

增加H₂O（g）浓度

．T℃时该化学反应的平衡常数是

0.5

．
②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9．如果反应开始时，CO和H₂O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为

75%

．
③397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H

＜

0（填“＞”、“=”、“＜”）．

Answer 1

分析：（1）根据热化学方程式的计算反应热；
（2）根据原电池原理，正极O₂得到电子生成负极O^2-；电池中阴离子向负极移动；
（3）根据平衡常数的计算公式即可，根据温度对化学平衡的影响分析反应的反应热．

解答：解：（1）365g中甲烷的物质的量为

365g

178g/mol

=2mol，其完全燃烧生成CO₂和H₂O（l），可放出2mol×890.3 kJ=1780.6kJ的热量，故答案为：1780.6 kJ；
（2）根据原电池原理，正极O₂得到电子生成负极O^2-为O₂+4e^-=2O^2-，电池中阴离子向负极移动，故答案为：O₂+4e^-=2O^2-；负；
（3）①温度和体积不变时，第4～5min之间，平衡向逆反应方向移动，改变的条件为增加H₂浓度是；由表可知第5～6min之间，增加H₂O（g）浓度；第3min时达到平衡，T℃时该化学反应的平衡常数K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.100×0.100

0.100×0.200

=0.5，故答案为：增加H₂浓度；增加H₂O（g）浓度；0.5；
②420℃时，设参加反应的CO的浓度为x，则K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

=

x?x

(0.01-x)?(0.01-x)

=9，解之得x=0.0075mol/L，则在此条件下的转化率为

0.0075mol/L

0.01mol/L

×100%=75%，故答案为：75%；
③397℃时该反应的平衡常数为12，降低温度平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应＜0，故答案物：＜．

点评：本题考查反应热的计算，电极方程式的书写以及化学平衡常数的计算与应用等，要能根据题目所给信息解题，善于发掘题目信息．