Question

现代工业将煤炭气化后，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO₂等的排放，又可以制成许多清洁能源、扩大水煤气的广泛用途．

（1）已知：①2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁=-221.0kJ?mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ?mol^-1；
则反应C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=

 

．
（2）工业上有一种用CO₂ 来生产甲醇燃料的方法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），△H=-49.0kJ?mol^-1，现将6.0mol CO₂和8.0mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量（n）随时间变化如图1所示（实线）．
①下列时间段平均反应速率最大的是

 

（填序号）．
A．0～1min    B．1～3min    C．3～8min    D．8～11min
其速率是：υ（H₂）=

 

．
②平衡时氢气的转化率

 

；该条件下反应的平衡常数K=

 

．
③仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是

 

，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是

 

．
（3）某研究所组装的CH₃OH-O₂燃料电池的工作原理如图2所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为

 

．
②该电池正极的电极反应式为：

 

．
③以此电池做电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理（装置如图3所示）的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是（用相关的离子方程式表示）：

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到．
（2）①据n（H₂）随时间变化的图象分析，斜率越大的时间段，反应速率越快，v=

△c

△t

计算．
②用三段式法求算．
③利用影响化学平衡移动的因素和勒夏特列原理分析．
（3）①甲醇发生氧化反应，在负极反应，再从氢离子移动方向分析．
②正极是氧气在反应，注意电解质是酸性的．
③阳极上铝失电子生成铝离子，铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应．

解答： 解：已知：
①2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁=-221.0kJ?mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ?mol^-1；
据盖斯定律，（①-②）÷2得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=[（-221.0KJ/mol）-（-483.6KJ/mol）]÷2=+131.3KJ/mol，
故答案为：+131.3KJ/mol；
（2）①从图1分析，反应开始时图象斜率大，速率快；v（H₂）=

2mol 2L

1min

=1.0mol/（L?min），
故答案为：A；1.0mol/（L?min）；
②从图象分析，氢气开始时8mol，平衡后2mol，反应了6mol，据化学方程式有   
                CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
反应前（mol/L）   3.0     4.0        0         0
反应了（mol/L   ）1.0     3.0        1.0      1.0
平衡后（mol/L）   2.0     1.0        1.0      1.0
α（H2）=

3.0

4.0

×100%=75%；
K=

1.0×1.0

2.0×1．02

=0.5（L/mol）
故答案为：75%；0.5（L/mol）；
③曲线I比原来达平衡时间短且氢气转化率小，只能是升高温度；曲线Ⅱ比原平衡达平衡所用时间短且氢气转化率高，只能是加压，
故答案为：升高温度；增大压强；
（3）①H向右移动，说明右面的电极是正极，故甲醇应从b也就是负极通入．故答案为：b；
②正极是氧气反应，在酸性条件下，电极反应式应为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
③铝作阳极，阳极上电极反应式为Al=Al³⁺+3e^-；阳极上生成的铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，所以溶液变浑浊Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

点评：本题图象多，跨度大，难度大，是一道不错的高考考前练习题．