Question

碳及其化合物有广泛的用途。

（1）C(s)＋ H2O(g)  CO(g) ＋H2(g)  ΔH= +131.3 kJ•mol-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2的产率的是          。(填序号)

A．升高温度　  B．增加碳的用量   C．加入催化剂　　D．用CO吸收剂除去CO

（2）又知，C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ•mol-1

则CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）的△H=         

（3）CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇，甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为             。

（4）在一定温度下，将CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g)        CO2(g)＋H2(g)，得到如下数据：

t / min	2	4	7	9
n(H2O)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)

该温度下此反应的平衡常数K=___________

其他条件不变，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，平衡时CO的体积分数___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。

Answer 1

【知识点】化学平衡的影响因素、有关反应热的计算、化学电源新型电池、化学平衡的计算

【答案解析】（1）AD  （2分）  （2）-41.2KJ/mol（2分）

CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+  (3分） （4）< （2分） ‚0.36 （2分）  ƒ不变 （3分）

 解析：（1）达到平衡后，体积不变时，能提高H2的产率，应使平衡向正反应方向移动，反应是吸热反应；A．反应是吸热反应，升高温度平衡正向进行，反应速率增大，有利于提高H2的产率，故A符合；　  B．增加碳的用量，固体不改变化学平衡，H2的产率不变，故B不符合；   C．加入催化剂改变化学反应速率，不改变化学平衡，H2的产率不变，故C不符合；　　D．用CO吸收剂除去CO，平衡正向进行，H2的产率增大，故D符合；
故答案为：AD；

①C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1，
②C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，
依据热化学方程式和盖斯定律②-①得到，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），△H=-41.2kJ•mol-1；

甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，负极电极反应为：CH3OH（g）+H2O-6e-=CO2+6H+；

反应是放热的，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，反应达到新平衡前v(逆)<v(正)；

依据平衡三段式列式计算
               CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始（mol/L）   0.08   0.08      0       0
转化（mol/L）   0.03   0.03     0.03    0.03

平衡（mol/L）   0.05   0.05     0.03    0.03

K=C(H2)C(CO2)/C(CO)C(H2O)=0.36

其他条件不变，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，等体反应与先前反应式等效的，所以平衡时CO的体积分数不变。

【思路点拨】本题考查较为综合，涉及原电池、电解质以及化学平衡问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意把握化学平衡常数的应用以及平衡移动的影响因素，难度中等。