题目内容
科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，产出了高热值的煤炭气，主要成分是CO和H2．（1）已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1①
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=-483.6kJ?mol-1②
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H3=+131.3kJ?mol-1③
①反应CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g），△H=
②标准状况下33.6L煤炭气（CO、H2）与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中转移
（2）某种熔融盐燃料电池，两电极分别通煤炭气（CO、H2）、空气与CO2的混合气体，Li2CO3和Na2CO3混合物做电解质．若负极的气体按物质的量之比为1：1参与反应，该电极反应式为
（3）恒容密闭容器中充有10mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；
CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示．
①若在A点时容器的体积为VAL，则该温度下的平衡常数K=
②自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是
考点：热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律来计算得到；依据n=
计算物质的量结合化学方程式的电子转移计算；
（2）该燃料电池中，负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水；
（3）①A、B点是同温度下的平衡，转化率变化，但平衡常数不变，根据A点温度下的转化率求平衡时各种物质的浓度，依据平衡常数概念计算得到；
②C点温度高速率达，达到平衡所需要的时间短；
③提高CO的转化率可采取的措施是改变条件促使平衡正向进行．
| V |
| 22.4 |
（2）该燃料电池中，负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水；
（3）①A、B点是同温度下的平衡，转化率变化，但平衡常数不变，根据A点温度下的转化率求平衡时各种物质的浓度，依据平衡常数概念计算得到；
②C点温度高速率达，达到平衡所需要的时间短；
③提高CO的转化率可采取的措施是改变条件促使平衡正向进行．
解答：
解：（1）C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol①
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H2=+131.3kJ/mol③
由盖斯定律①-③得到CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g）△H=-524.8KJ/mol；
在标准状况下，33.6L的煤炭合成气物质的量为1.5mol，与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中2mol合成气完全反应电子转移4mol，所以1.5mol合成气反应转移电子3mol；
故答案为：-524.8；3；
（2）该燃料电池中，负极的气体按物质的量之比为1：1参与反应，则负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O，
故答案为：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；
（3）①依据图象分析可知AB是同温度下的平衡，平衡常数随温度变化，所以平衡常数不变；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
初起浓度
mol/L
mol/L 0
变化量
mol/L
mol/L
mol/L
平衡量
mol/L
mol/L
mol/L
故K=
L2?mol-2，
故答案为：
L2?mol-2；
②达到A、C两点的平衡状态所需的时间，C点温度高反应速率快达到反应速率需要的时间短，tA＞tC，故答案为：大于；
③反应是气体体积减小的放热反应，提高CO的转化率可采取的措施是降温、加压、分离出甲醇，故答案为：降温、加压、将甲醇从混合体系中分离出来．
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H2=+131.3kJ/mol③
由盖斯定律①-③得到CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g）△H=-524.8KJ/mol；
在标准状况下，33.6L的煤炭合成气物质的量为1.5mol，与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中2mol合成气完全反应电子转移4mol，所以1.5mol合成气反应转移电子3mol；
故答案为：-524.8；3；
（2）该燃料电池中，负极的气体按物质的量之比为1：1参与反应，则负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O，
故答案为：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；
（3）①依据图象分析可知AB是同温度下的平衡，平衡常数随温度变化，所以平衡常数不变；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
初起浓度
| 10 |
| Va |
| 20 |
| Va |
变化量
| 5 |
| Va |
| 10 |
| Va |
| 5 |
| Va |
平衡量
| 5 |
| Va |
| 10 |
| Va |
| 5 |
| Va |
故K=
| ||||
|
故答案为：
| Va2 |
| 100 |
②达到A、C两点的平衡状态所需的时间，C点温度高反应速率快达到反应速率需要的时间短，tA＞tC，故答案为：大于；
③反应是气体体积减小的放热反应，提高CO的转化率可采取的措施是降温、加压、分离出甲醇，故答案为：降温、加压、将甲醇从混合体系中分离出来．
点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡标志判断，图象分析，影响平衡的因素分析判断，化学平衡移动原理是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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