题目内容
【题目】碳及其化合物有广泛的用途。
(1)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJmol-1,达到平衡后,体积不变时,以下有利于提高H2产率的措施是 。
A.增加碳的用量 B.升高温度 C.用CO吸收剂除去CO D.加入催化剂
(2)已知,C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=+172.5kJmol-1
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H= kJmol-1。
(3)CO与H2一定条件下反应生成甲醇(CH3OH),甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为 。
(4)在一定温度下,将CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
t / min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(H2O)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
①其它条件不变,降低温度,达到新平衡前v(逆)__________v(正)(填“>”、“<”或“=”) 。
②该温度下,此反应的平衡常数K= ;
③其它条件不变,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),平衡时CO的体积分数______(填“增大”、 “减小”或“不变”)。
【答案】(1)BC(2)-41.2
(3)CH3OH6e-+H2O=CO2+6H+(3分)
(4)①<(2分);②K=9/25或0.36(3分);③不变(2分)
【解析】
试题分析:(1)反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJmol-1是吸热反应,要提高氢气的产率,必须使平衡正向进行,C是固体,增大碳的用量,平衡不移动,A项错误;升高温度,或减小生成物CO的浓度,平衡正向移动,BC项正确;催化剂只能加快反应速率,不能改变平衡,D项错误,答案选BC;
(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJmol-1,①
C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=+172.5kJmol-1②
根据盖斯定律反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
△H=①-②=+131.3kJmol-1-172.5kJmol-1=-41.2kJmol-1;
(3)燃料电池中负极发生氧化反应,所以燃料在负极发生氧化反应,结合电解质溶液,负极发生的反应是甲醇失去电子生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OH 6e-+ H2O = CO2+6H+ ;
(4)①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是放热反应,所以降低温度平衡正向移动,则达到新平衡前反应正向进行,v(逆)< v(正);
②该温度下,达平衡时,H2O(g)和CO的浓度均是0.10mol/2.0L=0.05mol/L,CO2、H2的平衡浓度均是(0.16-0.10)mol/2.0L=0.03mol/L,此反应的平衡常数K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=0.032/0.052=0.36;
③该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应,所以其它条件不变,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),达到的新平衡与原平衡等效,平衡时CO的体积分数不变。
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【题目】某课外活动小组准备用如下图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液:
A电极 | B电极 | X溶液 | |
甲 | Cu | Zn | H2SO4 |
乙 | Pt | Pt | CuCl2 |
丙 | Fe | Cu | ? |
(1)甲同学在实验中将电键K5闭合,Zn电极上的电极反应式为______________。
(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验,则电解时的总反应方程式为___________________。实验时应闭合的电键的组合是________(从下列五项中选择所有可能组合,第(3)小题也在这五项中选择)。
A.K1和K2
B.K1和K3
C.K1和K4
D.K2和K3
E.K2和K4
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu,选择了用某种盐来配制电镀液,则该盐中应含的阳离子为________,实验时,应闭合的电键的组合是________。