Question

【题目】丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活．
已知：
①2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O（l）；△H=﹣2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566kJ/mol
（1）反应C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）的△H= ．
（2）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在其内部可以传导O2﹣ ． 在电池内部O2﹣移动方向和在电池负极反应的物质分别是
A.正极；O2
B.负极；C3H8
C.正极；C3H8
D.负极；O2
（3）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO2以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO （g）+H2O（g）CO2（g）+H2 （g）
①下列事实能说明该反应达到平衡的是 ．
a．体系中的压强不发生变化 b．υ正（H2）=υ逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化 d．CO2的浓度不再发生变化
②T℃时，在1L的容器中，通入一定量的CO（g）和H2O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如表：

时间/min	c（CO）	c（H2O）（g）	c（CO2）	c（H2）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100

计算2min内用CO表示的该反应速率v=；4min时保持其它条件不变，向上述平衡体系中加入0.1molCO、0.1molCO2、0.1molH2 ， 此时反应将向向进行（填“正”或“逆”）．
③已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9．如果反应开始时CO和H2O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为 ． 又知397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H0 （填“＞”、“=”、“＜”）．

Answer 1

【答案】
（1）﹣2219.9kJ/mol
（2）B
（3）bd；0.031mol/（L?min）；逆；75%；＜
【解析】解：（1）①2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O （l）△H1=﹣2741.8kJ/mol②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=﹣566kJ/mol将方程式 得C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O （l）△H= kJ/mol=﹣2219.9kJ/mol，
所以答案是：﹣2219.9kJ/mol； （2）该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，所以负极上通入的气体是丙烷，电解质内部阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，则氧离子向负极移动，
负极反应式为C3H8+10O2﹣﹣20e﹣=3CO2+4H2O，
所以答案是：B；（3）①a．该反应前后气体计量数之和不变，所以压强始终不变，不能根据压强确定反应是否达到平衡状态，故a错误；
b．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，始终存在v 正（H2）=v 正（CO），υ正（H2）=υ逆（CO）说明一氧化碳正逆反应速率相同，能据此判断平衡状态，故b正确；
c．该反应中气体总质量不变、气体物质的量不变，所以相对分子质量始终不变，所以不能据此判断平衡状态，故c错误；
d．CO2的浓度不再发生变化时，该反应达到平衡状态，故d正确；
故选b d，
所以答案是：bd； ②2min内用CO表示的该反应速率v=， =0.031 mol/（Lmin），温度和体积不变时，第4～5min之间，平衡向逆反应方向移动，改变的条件为增加H2浓度是；由表可知第5～6min之间，增加H2O（g）浓度；第3min时达到平衡，T℃时该化学反应的平衡常数K= = =0.5，

	CO （g）+	H2O（g）		CO2（g）+	H2 （g）
起始量（mol/L）	0.2	0.3		0	0
变化量（mol/L）	0.1	0.1		0.1	0.1
平衡量（mol/L）	0.1	0.2		0.1	0.1

4min时保持其它条件不变，向上述平衡体系中加入0.1molCO、0.1molCO2、0.1molH2 ， 计算浓度商Qc= =1＞k=0.5，反应逆向进行，
所以答案是：0.031 mol/（Lmin）；逆；③420℃时，设参加反应的CO的浓度为x，则K= = =9，解之得x=0.0075mol/L，则在此条件下的转化率为 ×100%=75%，397℃时该反应的平衡常数为12，降低温度平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应＜0，
所以答案是：75%；＜．
【考点精析】掌握化学平衡状态的判断和化学平衡的计算是解答本题的根本，需要知道状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．