Question

（2010?江蘇一模）現(xiàn)代工業(yè)將煤炭氣化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO₂等的排放，又可以擴(kuò)大水煤氣的廣泛用途．
（1）已知：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₁，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H₂．
則反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；△H=

△H1-△H2

2

．（用含△H₁、△H₂的代數(shù)式表示）
（2）CO和H₂在一定條件下合成甲醇的反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H₃．現(xiàn)在容積均為1L的a、b、c、d、e五個(gè)密閉容器中分別充入1mol CO和2mol H₂的混合氣體，控溫，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下圖1和圖2．

①該反應(yīng)的△H₃

＜

0（選填“＜”、“＞”或“=”，下同），K₁

＞

K₂．
②將容器c中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到容器d中的平衡狀態(tài)，可采取的措施有

升溫或減壓

．
（3）某燃料電池以CO為燃料，以空氣為氧化劑，以熔融態(tài)K₂CO₃為電解質(zhì)．寫出該燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：

CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（2）①根據(jù)圖1升判斷出溫度對(duì)平衡的影響，從圖象可以看出，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減少，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；
②根據(jù)圖2，分析反應(yīng)進(jìn)行到T₃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡，然后溫度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，說明正反應(yīng)放熱，然后根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響來解答；
（3）根據(jù)電池反應(yīng)式=正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式，寫出負(fù)極反應(yīng)式．

解答：解：（1）2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁ ①
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂ ②
蓋斯定律得①-②得：2C（s）+2H₂O（g）?2CO（g）+2H₂（g）△H₁-△H₂，
則反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=

△H1-△H2

2

；
故答案為：

△H1-△H2

2

；
（2）①圖1可以看出，甲醇的物質(zhì)的量為0.6mol的曲線溫度大，說明升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減少，即平衡逆向移動(dòng)，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H₃＜0；
因正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，所以說低溫時(shí)平衡常數(shù)大；
故答案為：＜；＞；
②因正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，同時(shí)是氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng)，所以可通過升溫、減壓等措施使平衡逆向移動(dòng)，故答案為：升溫或減壓；
（3）電池的總反應(yīng)為：2CO+O₂=2CO₂，正極反應(yīng)為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故答案為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡移動(dòng)等知識(shí)，原電池原理的應(yīng)用，電極書寫方法，難度中等，要能夠從圖中提取信息．