Question

氫氣是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的原料．
（1）工業(yè)上大量的氫氣來源于焦炭與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)：
C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）．
在一定溫度下，向體積為1L的密閉容器中加入1mol C和1mol H₂O，發(fā)生上述反應(yīng)．
①一段時間后，下列物理量不再發(fā)生變化時，能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的有

 

（填序號）．
A．混合氣體的密度         B．容器內(nèi)氣體的壓強
C．混合氣體的總物質(zhì)的量    D．CO物質(zhì)的量濃度
E．用H₂O（g）、H₂、CO表示的反應(yīng)速率比為1：1：1
②若2min時反應(yīng)到達平衡，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為16，則平均反應(yīng)速率v（CO）=

 

．
③平衡時，若增加C的物質(zhì)的量，則使反應(yīng)速率

 

（填“增大”、“減少”或“不變”）
（2）已知氫氣和丙烷的燃燒熱分別為285kJ/mol，2220kJ/mol．現(xiàn)有5mol的氫氣和丙烷的混合氣體，完全燃燒時放熱3487kJ，則氫氣和丙烷的體積比為

 

．
（3）用氫氣和一氧化碳在一定條件下合成二甲醚（CH₃OCH₃），而二甲醚能以空氣，酸性溶液為原料，石墨電極可構(gòu)成燃料電池．寫出該電池負極上的電極反應(yīng)式

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,反應(yīng)速率的定量表示方法

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①A．混合氣體的密度不變，說明氣體的物質(zhì)的質(zhì)量不變，正逆反應(yīng)速率相等；
B．容器內(nèi)氣體的壓強，說明氣體的物質(zhì)的量不變，正逆反應(yīng)速率相等；
C．混合氣體的總物質(zhì)的量，說明正逆反應(yīng)速率相等；
D．CO物質(zhì)的量濃度，說明正逆反應(yīng)速率相等；
E．用H₂O（g）、H₂、CO表示的反應(yīng)速率比為1：1：1，只要反應(yīng)發(fā)生都有速率之比為1：1：1；
②根據(jù)三行式，來求一氧化碳濃度的變化量；
③平衡時，若增加C的物質(zhì)的量，但濃度不變所以平衡不移動；
（2）依據(jù)常溫下1mol丙烷燃燒放出2220kJ熱量，1mol H₂燃燒生成液態(tài)水放出熱量是285.8kJ，結(jié)合題干條件分析計算；
（3）負極發(fā)生氧化反應(yīng)，負極上是二甲醚（CH₃OCH₃）放電，酸性條件下生成二氧化碳．

解答： 解：（1）①A．混合氣體的密度不變，說明氣體的物質(zhì)的質(zhì)量不變，正逆反應(yīng)速率相等；
B．容器內(nèi)氣體的壓強，說明氣體的物質(zhì)的量不變，正逆反應(yīng)速率相等；
C．混合氣體的總物質(zhì)的量，說明正逆反應(yīng)速率相等；
D．CO物質(zhì)的量濃度，說明正逆反應(yīng)速率相等；
E．用H₂O（g）、H₂、CO表示的反應(yīng)速率比為1：1：1，只要反應(yīng)發(fā)生都有速率之比為1：1：1；
故選ABCD；
 ②C（s）+H₂O（g）?H₂（g）+CO（g）
初起的物質(zhì)的量：1mol   1mol      0      0
變化的物質(zhì)的量：x       x        x       x     
平衡時物質(zhì)的量：1-x    1-x       x       x
由題意可知：

(1-x)×18+2x+28x

1+x

=16
解得x=0.5mol，所以v（CO）=

0.5mol 1L

2min

=0.25mol/（L．min），故答案為：0.25mol/（L．min）；  
③平衡時，若增加C的物質(zhì)的量，但濃度不變所以平衡不移動，故答案為：不變；
（2）1mol丙烷燃燒放出2220kJ熱量，1mol H₂燃燒生成液態(tài)水放出熱量是285kJ，設(shè)5mol 氫氣和丙烷的混合氣體中丙烷物質(zhì)的量為x，氫氣為5-x，
2220x+（5-x）285=3847
x=3.9mol，氫氣物質(zhì)的量1.1mol，氫氣和丙烷的體積比等于氫氣和丙烷的物質(zhì)的量之比=3.9：1.1=4：1，
故答案為：4：1（或3.9：1.1）；
（3）負極發(fā)生氧化反應(yīng)，負極上是二甲醚（CH₃OCH₃）放電，酸性條件下生成二氧化碳，負極反應(yīng)式為：CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12H⁺，故答案為：CH₃OCH₃-12e^-+3H₂O=2CO₂↑+12H⁺．

點評：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，化學(xué)反應(yīng)速率，熱化學(xué)方程式的計算應(yīng)用，題目難度中等．