Question

（1）T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），平衡时c（CH₄）=0.5mol?L^-1．该温度下反应CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）的平衡常数K=

 

．
（2）乙醇空气燃料电池中使用的电解质是掺杂Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-离子．该电池负极的电极反应式为

 

．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．该反应△H

 

0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是

 

．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学平衡三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
（2）乙醇具有还原性，为原电池的负极，被氧化，电极反应式为C₂H₆O+6O^2--12e^-=2CO₂+3H₂O，通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-=2O^2-，以此解答该题；
（3）从横坐标上一点，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越低转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动；

解答： 解：（1）向1L密闭容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），平衡时c（CH₄）=0.5mol?L^-1．
该温度下反应     CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
起始量（mol/L）  1        1         0      0
变化量（mol/L） 0.5       0.5       0.5    1.5
平衡量（mol/L） 0.5       0.5       0.5    1.5
平衡常数K=

0.5×1．53

0.5×0.5

=6.75（mol/L）²；
故答案为：6.75（mol/L）²；
（2）通入乙醇一极是负极，该极上发生失电子的氧化反应，电极反应式为C₂H₆O+6O^2--12e^-=2CO₂+3H₂O；
故答案为：C₂H₆O+6O^2--12e^-=2CO₂+3H₂O；
（3）从横坐标上一点0.5处，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越低转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动．
第二问：工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
故答案为：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，经济效益低；

点评：本题是一道很好的综合试题，主要是平衡常数计算，适合当前的高考思路，综合性强．同时考查了学生的识图能力．这是学生必备的能力，题目难度中等．