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）

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。