（1）已知： C(s)+O2(g)=CO2(g)???????? ΔH1＝－393.5 kJ/mol

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)? ΔH2＝＋131.3 kJ/mol

則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= ____? ___kJ/mol。

（2）在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)? ΔH

①下列情形不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_______（填序號）。

A．每消耗1 mol CO的同時生成2molH2

B．混合氣體總物質(zhì)的量不變

C．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等

D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

②CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)_______K(B)（填“＞”、“=”或“＜”,下同）；由圖判斷ΔH _____0。

③某溫度下，將2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達到平衡時測得c(CO)=0.25 mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率=?????????? ，此溫度下的平衡常數(shù)K=????????????? （保留二位有效數(shù)字）。

（3）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，用煤炭氣（CO、H2）作負極反應(yīng)物，空氣與CO2的混合氣體為正極反應(yīng)物，催化劑鎳作電極，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物作電解質(zhì)。負極的電極反應(yīng)式為：CO+H2－4e-+2CO32-=3CO2+H2O；則該電池的正極反應(yīng)式為???????????????????????? 。

 

【答案】

（1）-524.8（2分）?

（2）①c（2分）；② =（2分）；<（2分）；③75%（3分）； 1.3（2分）

（3）O2+4e-+2CO2=2CO32-（2分）

【解析】

試題分析： （1）根據(jù)蓋斯定律和已知方程式可得，ΔH=ΔH1－ΔH2 ＝－393.5 kJ/mol－131.3 kJ/mol=-524.8 kJ/mol。

（2）①A項每消耗1 mol CO的同時生成2molH2 表示的是正逆反應(yīng)速率相等，所以反應(yīng)達到平衡。

B．根據(jù)反應(yīng)方程式中氣體系數(shù)可知，該反應(yīng)是前后氣體的減少的反應(yīng)，所以混合氣體總物質(zhì)的量不變時，反應(yīng)達到平衡，B正確；

C．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率均表示正反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達平衡，C錯誤；

D．反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度不再變化是化學(xué)反應(yīng)達到平衡的重要標志，D正確。

②反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以圖像中A、B的溫度相等，所以平衡常數(shù)也相等，即K(A)= K(B)；又可看出圖像曲線隨著溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率不斷降低，所以溫度升高對正反應(yīng)不利，使平衡逆向移動，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，ΔH <0。

③??????????????? CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

初始濃度（mol/L）：1?????? 3????????????? ????????? 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：0.75??? 2.25????????????? ????? 0.75

平衡濃度（mol/L）：0.25??? 0.75????????????? ????? 0.75

所以H2的轉(zhuǎn)化率=0.75÷1×100%=75%

平衡常數(shù)K= c(CH3OH) / c(CO)c2(H2) =0.75/ 0.752 0.25=1.3

（3）該電池的反應(yīng)原理實質(zhì)是用水煤氣做燃料，制成一個燃料電池，所以電池總反應(yīng)式就是水煤氣的燃燒反應(yīng)CO+H2 +O2=CO2+H2O，可以看出Li2CO3和Na2CO3只是做電解質(zhì)并沒有發(fā)生反應(yīng)，所以根據(jù)已知得負極反應(yīng)式消耗CO32-可推得正極反應(yīng)式應(yīng)生成CO32-，所以可得正極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32- 。

考點：本題考查的是化學(xué)反應(yīng)原理的知識，設(shè)計蓋斯定律的應(yīng)用計算、化學(xué)平衡標志的判斷、轉(zhuǎn)化率和化學(xué)平衡常數(shù)的計算、電化學(xué)方程式的書寫等內(nèi)容。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

無水AlCl3可用作有機合成的催化劑、食品膨松劑等。工業(yè)制備無水AlCl3的流程如下：

（1）已知：C(s)＋O2(g)=CO(g) ； △H＝－110.5kJ·mol－1       ①

           2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)  ；△H＝－822.1kJ·mol－1    ②

請寫出C還原Fe2O3生成CO的熱化學(xué)方程式：

                                                                。

（2）氯化爐中通入O2的目的是                                     。

（3）氯化爐中Al2O3、C12和C反應(yīng)的化學(xué)方程式是                  。

（4）氯化爐中導(dǎo)出的氣體，通常用亞硫酸鈉溶液來吸收，請寫出用Na2SO3溶液處理尾氣時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                              。

（5）在升華器中加入鋁粉的目的是                                 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

(14分) “潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出了熱值高達122500~16000 kJ·m-3的煤炭氣，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。

（1）已知：

    C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　ΔH1＝—393.5 kJ·mol-1　　�、�

    2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　ΔH2＝—483.6 kJ·mol-1　�、�

    C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)　ΔH3＝＋131.3 kJ·mol-1　  ③

則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)=H2O(g)+CO2(g)，ΔH= 　　　　　　kJ·mol-1。標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6 L與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移　　　　mol e-。

（2）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣（CO、H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣體在正極反應(yīng)，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的。負極的電極反應(yīng)式為：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；則該電池的正極反應(yīng)式為　　                            　　　。

（3）密閉容器中充有10mol CO與20 mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為VAL，則該溫度下的平衡常數(shù)K=　　             　　　；A、B兩點時容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A)總：n(B)總=　　　　　。

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA　　 　　　tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是　     　　。

A 降溫     B 加壓    C 使用催化劑    D 將甲醇從混合體系中分離出來

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（14分）CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。

（1）已知：C(s)＋O2 (g) ===CO2(g)△H1=﹣393.5kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(g)△H2=﹣483.6kJ·mol-1

C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1

則反應(yīng)CO(g)＋H2(g) ＋O2(g)=== H2O(g)＋CO2(g)的△H=        kJ·mol-1。標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6L與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移      mol電子。

（2）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），是用煤氣（CO+H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負極的電極反應(yīng)式為：CO＋H2－4e－＋2CO32－→3CO2＋H2O；則該電池的正極反應(yīng)式是：              。

（3）密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強的關(guān)系如下圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)K=              ；此時在B點時容器的體積VB      10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA       tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改變反應(yīng)物用量情況下，為提高CO轉(zhuǎn)化率可采取的措施是               。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012學(xué)年湖南師大附中高二12月階段檢測化學(xué)試卷 題型：填空題

(14分) “潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出了熱值高達122500~16000 kJ·m-3的煤炭氣，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。
（1）已知：
C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　ΔH1＝—393.5 kJ·mol-1　　�、�
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　ΔH2＝—483.6 kJ·mol-1　　 ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)　ΔH3＝＋131.3 kJ·mol-1　 ③
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= 　　　　　　kJ·mol-1。標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6 L與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移　　　　mol e-。
（2）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣（CO、H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣體在正極反應(yīng)，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的。負極的電極反應(yīng)式為：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；則該電池的正極反應(yīng)式為　　                            　　　。
（3）密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。
①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為VAL，則該溫度下的平衡常數(shù)K=　　             　　　；A、B兩點時容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A)總：n(B)總=　　 　　　。
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA　　 　　　tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是　    　　。
A 降溫     B 加壓     C 使用催化劑    D 將甲醇從混合體系中分離出來

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012學(xué)年遼寧省高三上學(xué)期第三次月考化學(xué)試卷 題型：填空題

CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。

（1）已知：C(s)＋O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1

C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) △H3= +131.3kJ·mol-1

則反應(yīng)CO(g)＋H2(g) ＋O2(g)=== H2O(g)＋CO2(g)的△H=                   。 

標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）336L與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移      mol電子。

（2）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），是用煤氣（CO+H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負極的電極反應(yīng)式為：CO＋H2－4e－＋2CO32－===3CO2＋H2O；則該電池的正極反應(yīng)式是：               。

（3）密閉容器中充有1 mol CO與2mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強的關(guān)系如下圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)K=       ；此時在B點時容器的體積VB     10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tC         tA（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改變反應(yīng)物用量情況下，為提高CO轉(zhuǎn)化率可采取的措施是     。（寫出兩點即可）

 

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