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水煤氣是一種高效氣體燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸氣通過熾熱的炭制得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
(1)某溫度下,四個容器中均進行著上述反應,各容器中炭足量,其它物質的物質的量濃度及正逆反應速率關系如下表所示.請?zhí)顚懕碇邢鄳目崭瘢?BR>
容器
編號
c(H2O)
/mol?L-1
c(CO)
/mol?L-1
c(H2
/mol?L-1
v、v比較
I 0.06 0.60 0.10 v=v
II 0.06 0.50 0.40
III 0.12 0.40 0.80 v<v
IV 0.12 0.30 v=v
(2)另有一個容積可變的密閉容器.恒溫恒壓下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸氣 (H2O),發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?.25 倍.平衡時水蒸氣的轉化率為
25%
25%
;向該容器中補充 a mol 炭,水蒸氣的轉化率將
不變
不變
(填“增大”、“減小”、“不變”).
(3)在一定條件下用水煤氣能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 據(jù)研究,給合成甲醇反應體系中通入少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是(用化學方程式表示)
Cu2O+CO2Cu+CO2
Cu2O+CO2Cu+CO2

(4)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,該電池用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質,其中一極通入CO,另一極通入空氣和CO2的混合氣體.根據(jù)上述信息,該燃料電池:負極反應式為
2CO-4e-+2CO32-=4CO2
2CO-4e-+2CO32-=4CO2
;正極反應式為
O2+4e-+2CO2=2CO32-
O2+4e-+2CO2=2CO32-
分析:(1)利用平衡常數(shù)計算,Ⅰ反應v=v,則達平衡狀態(tài),K=
0.1×0.6
0.06
=1,計算出反應的濃度冪之積,與平衡常數(shù)比較,然后進行判斷;
(2)利用三段式法計算,固體對反應速率和化學平衡都沒有影響,加入碳粉,水蒸氣的轉化率不變;
(3)Cu2O能被CO還原生成CO2和Cu,該反應為可逆反應;
(4)通入CO的一極為原電池的負極,發(fā)生氧化反應,電極反應式為2CO-4e-+2CO32-=4CO2,通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極,發(fā)生還原反應,
電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-
解答:解:(1)利用平衡常數(shù)計算,Ⅰ反應v=v,則達平衡狀態(tài),K=
0.1×0.6
0.06
=1,反應Ⅱ中
0.5×0.4
0,06
>1,則反應未達到平衡,平衡向逆反應方向移動,則v<v,
反應Ⅳv=v,說明反應達平衡狀態(tài),則有
0.3×c(H2)
0.12
= 1
,c(H2)=0.4/mol?L-1,故答案為:①v<v; ②0.40;
(2)設平衡時轉化水蒸氣為xmol,
       C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
起始:1.0mol           0       0 
轉化:x               x       x
平衡:(1-x)             x       x
1-x+x+x
1
=1.25
,x=0.25(mol),平衡時水蒸氣的轉化率為
0.25
1
×100%
=25%,
固體對反應速率和化學平衡都沒有影響,加入碳粉,水蒸氣的轉化率不變,故答案為:25%;不變;
(3)Cu2O能被CO還原生成CO2和Cu,該反應為可逆反應,反應體系中通入少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,反應為Cu2O+CO2Cu+CO2,
故答案為:Cu2O+CO2Cu+CO2;
(4)通入CO的一極為原電池的負極,發(fā)生氧化反應,電極反應式為2CO-4e-+2CO32-=4CO2,通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極,發(fā)生還原反應,
電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-,故答案為:2CO-4e-+2CO32-=4CO2; O2+4e-+2CO2=2CO32-
點評:本題考查化學平衡計算,以及電化學知識,題目難度中等,本題注意平衡常數(shù)的利用.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2013屆甘肅省甘谷一中高三上學期第一次檢測考試理綜化學試卷(帶解析) 題型:填空題

(14分)水煤氣是一種高效氣體燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸氣通過熾熱的炭制得:C (s) + H2O(g)CO (g) +H2 (g)  △H=+131kJ?mol1
⑴T溫度下,四個容器中均進行著上述反應,各容器中炭足量,其它物質的物質的量濃度及正逆反應速率關系如下表所示。請?zhí)顚懕碇邢鄳目崭瘛?br />

 容器
編號
c(H2O)
/mol·L1
c(CO)
/mol·L1
c(H2)
/mol·L1
vv比較
I
0.06
0.60
0.10
vv
II
0.06
0.50
0.40

III
0.12
0.40
0.80
vv
IV
0.12
0.30

vv
               在T溫度下該反應的化學平衡常數(shù)為       
⑵另有一個容積可變的密閉容器。恒溫恒壓下,向其中加入1.0mol炭和1.0 mol水蒸氣 (H2O),發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?.25 倍。平衡時水蒸氣的轉化率為        ;向該容器中補充a mol 炭,水蒸氣的轉化率將         (填 “增大”、“減小”、“不變”)。
⑶在一定條件下用水煤氣能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H>0給合成甲醇反應體系中通入少量CO則平衡向       移動,減小壓強則平衡向       移動,降低溫度則平衡向       移動(填左,右,不)
⑷熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,該電池用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質,其中一極通入CO,另一極通入空氣和CO2的混合氣體。根據(jù)上述信息,該燃料電池:負極反應式為                           ;正極反應式為                       。
(5)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH (l)+3O2 (g) == 2CO2 (g)+4H2O (g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol1
②2CO (g)+O2 (g) == 2CO2 (g)  ΔH2=-566.0 kJ·mol1
③H2O (g) = H2O (l) ΔH3=-44.0 kJ·mol1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:____________________      

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科目:高中化學 來源:2013屆甘肅省高三上學期第一次檢測考試理綜化學試卷(解析版) 題型:填空題

(14分)水煤氣是一種高效氣體燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸氣通過熾熱的炭制得:C (s) + H2O(g)CO (g) +H2 (g)  △H =+131kJ•mol1

⑴T溫度下,四個容器中均進行著上述反應,各容器中炭足量,其它物質的物質的量濃度及正逆反應速率關系如下表所示。請?zhí)顚懕碇邢鄳目崭瘛?/p>

 容器

編號

c(H2O)

/mol·L1

c(CO)

/mol·L1

c(H2)

/mol·L1

v、v比較

I

0.06

0.60

0.10

vv

II

0.06

0.50

0.40

III

0.12

0.40

0.80

vv

IV

0.12

0.30

vv

                 在T溫度下該反應的化學平衡常數(shù)為       

⑵另有一個容積可變的密閉容器。恒溫恒壓下,向其中加入1.0mol炭和1.0 mol水蒸氣 (H2O),發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?.25 倍。平衡時水蒸氣的轉化率為         ;向該容器中補充 a mol 炭,水蒸氣的轉化率將          (填 “增大”、“減小”、“不變”)。

⑶在一定條件下用水煤氣能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H>0給合成甲醇反應體系中通入少量CO則平衡向        移動,減小壓強則平衡向        移動,降低溫度則平衡向        移動(填左,右,不)

⑷熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,該電池用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質,其中一極通入CO,另一極通入空氣和CO2的混合氣體。根據(jù)上述信息,該燃料電池:負極反應式為                            ;正極反應式為                        。

(5)已知在常溫常壓下:

①2CH3OH (l)+3O2 (g) == 2CO2 (g)+4H2O (g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol1

②2CO (g)+O2 (g) == 2CO2 (g)  ΔH2=-566.0 kJ·mol1

③H2O (g) = H2O (l) ΔH3=-44.0 kJ·mol1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:____________________      

 

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科目:高中化學 來源:模擬題 題型:填空題

水煤氣是一種高效氣體燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸氣通過熾熱的炭制得:
C(s)+H2O(g)CO (g) +H2(g) △H=+131 kJ.mol-1。
(1)某溫度下,四個容器中均進行著上述反應,各容器中炭足量,其他物質的物質的量濃度及正逆反應速率關系如下 表所示。請?zhí)顚懕碇邢鄳目崭瘛?
(2)另有一個容積可變的密閉容器。恒溫恒壓下,向其中加入1.0 mol炭和1.0 mol水蒸氣,發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?. 25倍。平衡時水蒸氣的轉化率為___;向該容器中補充a mol炭,水蒸氣的轉化率將___(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)在一定條件下用水煤氣能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),據(jù)研究,向合成甲醇的反應體系中通入少量CO,有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是___ (用化學方程式表示)。

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科目:高中化學 來源:2011年陜西師大附中高考化學三模試卷(解析版) 題型:解答題

水煤氣是一種高效氣體燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸氣通過熾熱的炭制得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
(1)某溫度下,四個容器中均進行著上述反應,各容器中炭足量,其它物質的物質的量濃度及正逆反應速率關系如下表所示.請?zhí)顚懕碇邢鄳目崭瘢?br />
容器
編號
c(H2O)
/mol?L-1
c(CO)
/mol?L-1
c(H2
/mol?L-1
v、v比較
I0.060.600.10v=v
II0.060.500.40
III0.120.400.80v<v
IV0.120.30v=v
(2)另有一個容積可變的密閉容器.恒溫恒壓下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸氣 (H2O),發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?.25 倍.平衡時水蒸氣的轉化率為______;向該容器中補充 a mol 炭,水蒸氣的轉化率將______(填“增大”、“減小”、“不變”).
(3)在一定條件下用水煤氣能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 據(jù)研究,給合成甲醇反應體系中通入少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是(用化學方程式表示)______.
(4)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,該電池用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質,其中一極通入CO,另一極通入空氣和CO2的混合氣體.根據(jù)上述信息,該燃料電池:負極反應式為______;正極反應式為______.

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