Question

碳及其化合物有广泛的用途．
（1）反应C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，达到平衡后，体积不变时，以下有利于提高H₂产率的措施是

 

．
A．增加碳的用量　  B．升高温度   C．用CO吸收剂除去CO　　D．加入催化剂
（2）已知，C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1
则反应 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）CO与H₂一定条件下反应生成甲醇（CH₃OH），甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为

 

．
（4）在一定温度下，将CO（g）和H₂O（g）各0.16mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下数据：

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

①其它条件不变，降低温度，达到新平衡前v（逆）

 

v（正）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②该温度下，此反应的平衡常数K=

 

；
③其它条件不变，再充入0.1mol CO和0.1mol H₂O（g），平衡时CO的体积分数

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）该反应是一个反应前后气体体积增大的吸热反应，升高温度、减小压强、减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动增大水蒸气的转化率；
（2）利用盖斯定律构造目标热化学方程式，反应热也进行相应的运算；
（3）原电池负极发生氧化反应，甲醇在负极通入，酸性条件下生成二氧化碳和氢离子；
（4）①正反应放热，降温时平衡正向移动；
②平衡常数表达式为K=

生成物浓度的幂次方

反应物浓度的幂次方

；
③反应前后气体体积不变，等比例加入反应物，平衡与原平衡等效；

解答： 解：（1）有利于提高H₂的产率，应条件使平衡向正反应方向移动，
A．碳为固体，增加碳的用量，不影响平衡移动，水的转化率不变，故A错误；
B．正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，水的转化率增大，故B正确；
C．用CO吸收剂除去CO，CO的浓度降低，平衡向正反应方向移动，水的转化率增大，故C正确；
D．加入催化剂，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，水的转化率不变，故D错误，
故答案为：BC；
（2）已知：①C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），△H=+131.3kJ?mol^-1，
②C（s）+CO₂（g）?2CO（g），△H=+172.5kJ?mol^-1
根据盖斯定律，①-②得：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H=131.3kJ?mol^-1-172.5kJ?mol^-1=-42.2kJ?mol^-1，
故答案为：-42.2kJ?mol^-1；
（3）甲醇发生氧化反应，应在负极通入，酸性条件下生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为：CH₃OH?6e^-+H₂O CO₂+6H⁺，
故答案为：CH₃OH?6e^-+H₂O CO₂+6H⁺；
（4）①正反应放热，降温时平衡正向移动，v（正）＞v（逆），
故答案为：＜；
②CO和H₂O反应了0.06mol，则CO₂和H₂生成了0.06mol，平衡时各物质的浓度为：反应物CO和H₂O为0.05mol/L，生成物CO₂和H₂为0.03mol/L，平衡常数表达式为K=

生成物浓度的幂次方

反应物浓度的幂次方

=

0.03mol/L×0.03mol/L

0.05mol/L×0.05mol/L

=

9

25

，
故答案为：

9

25

；
③反应前后气体体积不变，与原平衡等比例加入反应物，平衡与原平衡等效，所以，平衡时各物质的浓度与原判断相同，
故答案为：不变．

点评：本题主要考查了平衡移动、盖斯定律应用、电极反应式书写、平衡常数的计算、等效平衡，题目难度中等．