Question

（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
则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= ____ ___kJ/mol。
（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。
A．每消耗1 mol CO的同时生成2molH₂
B．混合气体总物质的量不变
C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“=”或“＜”,下同）；由图判断ΔH _____0。

③某温度下，将2.0 mol CO和6.0 molH₂充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)="0.25" mol/L，则CO的转化率=          ，此温度下的平衡常数K=             （保留二位有效数字）。
（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，用煤炭气（CO、H₂）作负极反应物，空气与CO₂的混合气体为正极反应物，催化剂镍作电极，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为：CO+H₂－4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为                        。

Answer 1

（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=2CO₃^2-（2分）

试题分析： （1）根据盖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项每消耗1 mol CO的同时生成2molH₂ 表示的是正逆反应速率相等，所以反应达到平衡。
B．根据反应方程式中气体系数可知，该反应是前后气体的减少的反应，所以混合气体总物质的量不变时，反应达到平衡，B正确；
C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率均表示正反应速率，不能说明反应达平衡，C错误；
D．反应中各物质的浓度不再变化是化学反应达到平衡的重要标志，D正确。
②反应的平衡常数只与温度有关，所以图像中A、B的温度相等，所以平衡常数也相等，即K(A)= K(B)；又可看出图像曲线随着温度升高，CO的转化率不断降低，所以温度升高对正反应不利，使平衡逆向移动，所以该反应的正反应是一个放热反应，ΔH <0。
③                CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)
初始浓度（mol/L）：1       3           0
转化浓度（mol/L）：0.75    2.25       0.75
平衡浓度（mol/L）：0.25    0.75       0.75
所以H2的转化率=0.75÷1×100%=75%
平衡常数K= c(CH₃OH) / c(CO)c²(H₂) ="0.75/" 0.75² 0.25=1.3
（3）该电池的反应原理实质是用水煤气做燃料，制成一个燃料电池，所以电池总反应式就是水煤气的燃烧反应CO+H₂ +O₂=CO₂+H₂O，可以看出Li₂CO₃和Na₂CO₃只是做电解质并没有发生反应，所以根据已知得负极反应式消耗CO₃^2-可推得正极反应式应生成CO₃^2-，所以可得正极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2- 。