题目内容

【题目】CH4H2Og)可发生催化重整反应:CH4g+H2OgCOg+3H2g)。

1)每消耗8g CH4转移的电子的数目为

2)已知:①2COg+O2g=2CO2g△H1=akJ·mol1

②COg+H2Og=CO2g+H2g△H2=bkJ·mol1

③CH4g+2O2g=CO2g+2H2Og△H3=ckJ·mol1

④CH4g+H2OgCOg+3H2g△H4

由此计算△H4= kJ·mol1

3T℃时,向1L恒容密闭容器中投入1molCH41molH2Og),发生反应:CH4g+H2OgCOg+3H2g),经过tmin,反应达到平衡。已知平衡时,cCH4=0.5mol·L1

①0tmin内,该反应的平均反应速率vH2= ②T℃时,该反应的平衡常数K=

当温度升高到(T+100时,容器中cCO="0.75" mol·L1,则该反应是 反应(填吸热放热)。

4)已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图如下:

放电过程中K+Na+向电极 (填“A”“B”)移动。

该电池的负极反应式为

【答案】(13NA2c+3b2a

3mol·L1·min·16.75吸热;

4①B②CO+3H2+4CO32――8e=5CO2+3H2O

【解析】试题分析:(1)在反应CH4g+H2OgCOg+3H2g)中,甲烷中碳元素的化合价由-4价升高到+2价,1mol甲烷转移6mol电子,8g甲烷的物质的量为8g÷16g/mol=0.5mol,则转移的电子数为0.5mol×6×NA=3NA

2①2COg+O2g=2CO2g△H1=akJ·mol1

②COg+H2Og=CO2g+H2g△H2=bkJ·mol1

③CH4g+2O2g=CO2g+2H2Og△H3="c" kJ·mol1

根据盖斯定律,③+3×②-2×①CH4g+H2OgCOg+3H2g△H4= c+3b2akJ/mol

3根据题意,甲烷的最初浓度为1mol/L,经过tmin,反应达到平衡,平衡时cCH4=0.5mol·L1,则反应消耗甲烷0.5mol,根据反应掉的浓度和化学计量数成正比,则反应消耗氢气为1.5mol/LvH2=1.5/tmol·L1·min·1②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH41mol H2Og),平衡时cCH4=0.5molL-1,氢气的浓度为1.5mol/LCO的浓度为0.5mol/L,水蒸气的浓度为0.5mol/L,则该温度K=[cCOc3H2]÷[cCH4cH2O]= [0.5×1.53]÷[0.5×0.5]=6.75当温度升高到(T+100时,容器中cCO="0.75" mol·L1CO的浓度增大,说明平衡正反应方向移动,而升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则该反应是吸热反应。

4根据图示,CO和氢气在电极A放电发生氧化反应生成CO2和水,则电极A为负极,,电极B为正极,所以放电过程中K+Na+向电极B移动;该电池的负极为CO和氢气在电极放电发生氧化反应生成CO2和水,则电极反应式为CO+3H2+4CO32――8e=5CO2+3H2O

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