Question

“氢”既是重要的化工原料，也是未来最理想的新能源．
（1）①实验测得，1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，1mol H₂O（g）转变为1mol H₂O（l）时放出44.0kJ热量．则氢气燃烧生成H₂O（g）的热化学方程式为

2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1

．
②熔融碳酸盐燃料电池（MCFS）是使用熔融碳酸锂、碳酸钾作电解质的一种新型电池，该电池的工作温度为650℃．负极由镍铬铝合金烧结而成，正极材料为多孔镍，电池反应为：H₂+CO+O₂=CO₂+H₂O．下列说法不正确的是

AB

A．负极反应Al-3e^-=Al³⁺                      B．燃料气体是氧气
C．正极反应为2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-              D．该电池也可用烃类作燃料
（2）用CO₂和氢气为原料，在催化剂作用下发生如下反应，
2CO₂（g）+6H₂（g）

催化剂

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）  25℃时，K=2.95ⅹ10¹¹
①该反应的平衡常数表达式K=

c(CH3CH2OH)．C3(H2O)

C2(CO2)．C6(H2)

．
②在一定压强下，

n(H2)

n(CO2)

=2，测得反应的实验数据如下表．

温度（K）	500	600	700	800
CO2转化率（%）	60	43	28	15

根据表中数据分析：升高温度，平衡常数K值

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）；上述反应的焓变△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
③其它条件不变，适当提高c（CO₂），则乙醇的产量

增大

（填“增大”、“减小”或“不变”，下同．），此时K值

不变

．
④在一定温度下，H₂的物质的量随时间的变化曲线如图，则p₁

＜

p₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）①实验测得，1g氢气的物质的量=

1g

2g/mol

=0.5mol，0.5mol氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水时放出483.6kJ热量，1mol H₂O（g）转变为1mol H₂O（l）时放出44.0kJ热量，根据盖斯定律书写热化学方程式；
②该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
（2）①化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
 ②根据温度和二氧化碳的转化率知，升高温度二氧化碳的转化率减小，则生成物浓度降低，平衡常数减小，升高温度平衡向吸热反应方向移动；
③增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数只与温度有关；
④根据“先拐先平数值大”判断压强大小．

解答：解：（1）①实验测得，1g氢气的物质的量=

1g

2g/mol

=0.5mol，0.5mol氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水时放出483.6kJ热量，其热化学反应方程式为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-571.6kJ?mol^-1，1mol H₂O（g）转变为1mol H₂O（l）时放出44.0kJ热量，其热化学反应方程式为 H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ，根据盖斯定律知，氢气完全燃烧生成气态水的热化学反应方程式为2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1，
故答案为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1；
②根据电池反应式知，该燃料电池中，燃料是氢气和一氧化碳，氧化剂是氧气，
A．负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂、H₂-2e^-+CO₃^2-═CO₂+H₂O，故错误；                   
B．该燃料电池中氧气是氧化剂，故错误；
C．正极上氧气得电子发生还原反应，所以正极反应为2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，故正确；
D．烃中含有碳、氢元素，也可以作燃料，所以该电池也可用烃类作燃料，故正确；
故选AB；
（2）①化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以K=

c(CH3CH2OH)．C3(H2O)

C2(CO2)．C6(H2)

；
故答案为：K=

c(CH3CH2OH)．C3(H2O)

C2(CO2)．C6(H2)

；
②根据温度和二氧化碳的转化率知，升高温度，二氧化碳的转化率减小，则平衡向逆反应方向移动，乙醇的含量减小，所以平衡常数减小，升高温度平衡向吸热反应方向移动，向逆反应方向移动，说明正反应是放热反应，则焓变小于0，故答案为：减小；＜；
③增大二氧化碳浓度，平衡向正反应方向移动，则有利于乙醇的产生，所以乙醇的产量增大，温度不变，则平衡常数不变，故答案为：增大；  不变；       
④根据“先拐先平数值大”知，p₁＜p₂，故答案为：＜．

点评：本题考查了原电池原理、化学平衡的移动等知识点，难度不大，化学平衡移动的有关知识是高考热点，也是学习难点，难度中等．