Question

(14分) 碳及其化合物有广泛的用途。

（1）C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2的产率的是 。(填序号)

A．升高温度　 B．增加碳的用量 C．加入催化剂　　D．用CO吸收剂除去CO

（2）又知，C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1

则CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）的△H=

（3）CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇，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0.16 mol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其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)

②该温度下此反应的平衡常数K=___________

③其他条件不变，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”、“不变”)。

 

Answer 1

（14分）(1) AD （2分）

(2)- 41.2KJ/mol （2分）

(3)CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ （3分）

(4) ①< （2分） ② 0.36 （2分） ③不变 （3分）

【解析】

试题分析：（1）A、升高温度，平衡正向移动，氢气的产率增大，正确；B、碳为固体，增加碳的量对平衡无影响，氢气的产率不变，错误；C、加入催化剂对平衡无影响，氢气的产率不变，错误；D、用CO吸收剂除去CO，生成物的浓度减小，平衡正向移动，氢气的产率增大，正确，答案选AD；、

（2）C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1， ①

C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1 ②

根据盖斯定律，

CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）的△H=①-②=131.3 kJ?mol-1-172.5kJ?mol-1= - 41.2KJ/mol；

（3）稀硫酸作电解质，甲醇为燃料，则负极是甲醇发生的氧化反应，生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ ；

（4）① CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）为放热反应，所以降低温度，平衡正向移动，达新平衡前v(逆)<v(正);

② CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）

开始时（mol/L） 0.08 0.08

平衡时（mol/L） 0.05 0.05 0.03 0.03

所以化学平衡常数K=0.032/0.052=0.36;

③该反应为反应前后气体的物质的量不变的可逆反应，所以充入物质的物质的量对应成比例时，达到的平衡是等效平衡，开始时CO与H2O物质的量比是1:1，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，CO与H2O物质的量比仍是1:1，所以再达平衡时与原平衡等效，CO的体积分数不变。

考点：考查化学平衡理论的应用，电化学原理的应用，盖斯定律的应用