题目内容
【题目】实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。试运用所学知识，回答下列问题：
Ⅰ．已知反应：①CH4(g)＋H2O (g) 
CO(g)+3H2(g) ΔH＝+206 kJ·mol－1
②C(s)＋H2O (g) CO(g)+ H2(g) ΔH＝+131 kJ·mol－1
(1)工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)若800℃时，反应①的平衡常数K1=1.0，某时刻测得该温度下，密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为：c(CH4)=4.0 mol·L－1; c(H2O)=5.0 mol·L－1；c (CO)=1.5 mol·L－1；c(H2)=2.0 mol·L－1，则此时该可逆反应的状态是_______(填序号)
a．达到平衡 b．向正反应方向移动 c．向逆反应方向移动
Ⅱ．甲醇是一种可再生能源，工业上用CO与H2来合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，回答下列问题：
(1)一定条件下，将CO与H2以物质的量之比1：1置于恒容密闭容器中发生以上反应，平衡时，下列说法正确的是_______。
A．v(H2)正=v(CH3OH)逆 B．2v(CO)=v(H2)
C．CO与H2转化率相等 D．CO与H2的物质的量之比不再改变
(2)图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。温度T1和T2大小关系是T1____T2(填“＞”、“＜”或“＝”)，对应温度的平衡常数大小关系是K1____K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)用甲醇燃料电池作为直流电源，设计如图2装置制取Cu2O，写出铜电极的电极反应式_______。
【答案】+75 b B D < > 2Cu+2OH-－2e-=Cu2O+H2O
【解析】
Ⅰ．（1）利用已知反应的热化学方程式，根据盖斯定律求解；
（2）此时浓度商为
=0.6＜1，所以向正反应方向移动；
Ⅱ．（1）A．平衡时，用同一物质表示的反应速率v正=v逆，用不同物质表示的反应速率，速率之比等于化学计量数之比，v(H2)正=2v(CH3OH)逆；
B．速率之比等于化学计量数之比，2v(CO)=v(H2)；
C．CO与H2起始物质的量之比1：1，转化量物质的量之比1：2，故CO与H2转化率不相等；
D．由于CO与H2的物质的量之比不是按照化学计量数之比通入的，则达到平衡状态时CO与H2的物质的量之比保持不变。
（2）首先达到平衡时温度高，由图可知温度由T1升高至T2时，CO的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以K1＞K2。
（3）铜元素化合价升高，失去电子，铜电极是阳极，溶液显碱性，则阳极电极反应式为2Cu＋2OH--2e-＝Cu2O＋H2O。
Ⅰ．（1）已知：①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H＝+206 kJ/mol
②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g) △H＝+131 kJ/mol
根据盖斯定律可知①－②即得到CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的△H＝+75kJ/mol。
故答案为：+75；
（2）此时浓度商为=0.6＜1，所以向正反应方向移动，选b；
故答案为：b；
Ⅱ．（1）由方程式CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g)可知，平衡时，
A．平衡时，用同一物质表示的反应速率v正=v逆，用不同物质表示的反应速率，速率之比等于化学计量数之比，v(H2)正=2v(CH3OH)逆，故A错误；
B．速率之比等于化学计量数之比，2v(CO)=v(H2)，故B正确；
C．CO与H2起始物质的量之比1：1，转化量物质的量之比1：2，故CO与H2转化率不相等，故C错误；
D．由于CO与H2的物质的量之比不是按照化学计量数之比通入的，则达到平衡状态时CO与H2的物质的量之比保持不变，D正确，
故答案为：BD；
（2）首先达到平衡时温度高，由图可知温度由T1升高至T2时，CO的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以K1＞K2。
故答案为：<；>；
（3）铜元素化合价升高，失去电子，铜电极是阳极，溶液显碱性，则阳极电极反应式为2Cu＋2OH--2e-＝Cu2O＋H2O。
故答案为：2Cu+2OH-－2e-=Cu2O+H2O。
