题目内容

温室气体二氧化碳减排的一种方法是：从燃煤电厂或天然气电厂排放气中回收CO2，再与CH4热解炉产生的H2反应生成CH3OH．
CO2（g）+3H2（g）
一定条件
CH3OH（g）+H2O（g）
（1）500℃时，在体积为1L的容积固定的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______mol?L-1?min-1．
②该反应的平衡常数K=______（保留一位小数），平衡时H2的转化率为______．
③已知温度升高，K值减小．下列措施中能使
n(CH3OH)
n(CO2)
增大的是______．
A．升高温度B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离D．再充入1molCO2和3molH2
（2）CH3OH作为内燃机燃料或通过燃料电池驱动车辆．可减少CO2排放多达45%．
①已知：
CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H1=+49.0kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
则反应CH3OH（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）+2H2（g）的△H=______kJ?mol-1．
②甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图如图2，已知H+移向通入O2的电极，甲醇进入______极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为______．
（1）①由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，故v（CH3OH）=
0.75mol/L
10min
=0.075mol/（L．min），速率之比等于化学计量数之比，故v（H2）=3v（CH3OH）=0.075mol/（L．min）×3=0.225mol/（L．mon），
故答案为：0.225；
②CO2（g）+3H2（g）
一定条件
CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 1 3 0 0
变化量（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75
K=
0.75×0.75
0.25×0.753
=5.3
平衡时H2的转化率=
2.25mol/L
3mol/L
×100%=75%；
故答案为：5.3，75%；
③温度升高，K值减小，说明反应 是放热反应，使n（CH3OH）/n（CO2）增大，应采取措施，使平衡向正反应移动，但不能只增大二氧化碳或降低甲醇的量，
A．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，故A错误，
B．充入He（g），使体系压强增大，容器的容积不变，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故B错误，
C．将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C正确，
D．再充入1molCO2和3molH2，等效为增大压强，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故D正确；
故答案为：CD；
（2）①a、CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H1=+49.0kJ?mol-1
b、2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
依据盖斯定律计算，a+
1
2
b得到，反应CH3OH（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H=-192.8KJ/mol；
故答案为：-192.8；
②甲醇燃料电池中，甲醇中C元素的化合价升高，则甲醇为负极，电解质为酸，甲醇失去电子生成二氧化碳，电极反应为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，正极氢气得到电子生成水，电极反应为：O2+4H++4e-═2H2O；
故答案为：负；O2+4H++4e-═2H2O．
练习册系列答案
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工业上合成尿素是用CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为2NH3+CO2
一定条件
CO（NH2）2+H2O，当氨碳比
n(NH3)
n(CO2)
=4，CO2的转化率随时间的变化关系如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．该反应在60min时达到平衡状态
B．NH3的平衡转化率为30%
C．增加氨碳比可进一步提高CO2的平衡转化率
D．A点的逆反应速率υ逆（CO2）大于B点的正反应速率υ正（CO2）
在一个固定容积的密闭容器中，加入m molA、n molB，发生下列反应：mA（g）+nB（g）?pC（g），平衡时C的浓度是w mol/L，若容器体积和温度不变，起始时放入a mol A、b mol B、c mol C，若要平衡后C的浓度仍为w mol/L，则a、b、c应满足的关系是（　　）
A．a：b：c=m：n：pB．a：b=m：n，
ap
m
+c=p
C．
mc
p
+a=m，
nc
p
+b=n		D．a=
m
3
，b=
n
3
，c=
2p
3
（1）在一定温度下，有下列反应发生：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）
①该反应的平衡常数表达式K=______．
②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g．则10min内CO的平均反应速率是______．
③请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
a．______；b．______．
（2）在配制FeCl3溶液时，加入少许浓盐酸，其目的是：______；不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧固体，最后得到的物质是______．
（3）已知：Fe2O3（s）+
3
2
C（s）=
3
2
CO2（g）+2Fe（s）△H=+234.1kJ/mol
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
则2Fe（s）+
3
2
O2（g）=Fe2O3（s）的△H是______．
（4）Fe（OH）2在空气中短时间内可被氧化为Fe（OH）3，发生的反应为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，下列说法中错误的是______（填字母）．
A．该反应是能自发进行的反应
B．该反应是熵增加的反应
C．该反应是化合反应
D．该反应是氧化还原反应．
某温度下SO2的转化反应（2SO2+O2?2SO3）的平衡常数K=576下面三个混合体系中各物质的浓度如下表：
体系c（SO2）mol/Lc（O2）mol/Lc（SO3）mol/L反应方向
（1）0.06000.4002.00
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试判断各体系中反应进行的方向：
体系（1）______
体系（2）______
体系（3）______．
现有一可导热体积固定的密闭容器A，和一可导热容积可变的容器B．关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时，A、B的体积相同．（已知：2NO2?N2O4；△H＜0）
（1）一段时间后，反应达到平衡，此时A、B中生成的N2O4的速率是VA______VB．（填“＞”、“＜”、“=”）；若打开活塞K2，气球B将______（填：变大、变小、不变）．
（2）若在A、B中再充入与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率αA将______（填增大或减小、不变）；若通入等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将______，B中NO2的转化率将______（填：变大、变小、不变）．
（3）室温下，若A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，______中的颜色较深．
（4）若在容器A中充入4.6g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为______．
向一个容积为5L的密闭容器中充入NH3和O2，它们的物质的量之比为1：2，发生如下反应：
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
（1）上述反应平衡常数的表达式为______；
（2）上述反应在一定条件下2min后达到平衡，NH3为2mol，NH3的转化率为20%．用NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为______，O2的平衡浓度为______；
（3）在达到平衡后，加入相当于原组成气体1倍的惰性气体．如果容器的体积不变，平衡______移动（填“正向”、“逆向”或“不”，下同），如果总压强保持不变，平衡______移动．
2A?B+C在某一温度时，达到平衡．
（1）若温度升高，平衡向正反应方向移动，则正反应是______反应（填放热或吸热）；
（2）若B为固体，降低压强平衡向逆反应方向移动，则A呈______态；
（3）若A是气态时，加压时，平衡不移动，则B为______态，C为______态；
（4）若A、B、C均为气体，加入催化剂，平衡______移动（填正向、逆向、不）
下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是（　　）
A．
B．
温度t/℃2550100
水的离子积常数Kw/10-141.015.4755.0
C．
D．
c（氨水）/（mol?L-1）0.10.01
pH11.110.6

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