Question

【题目】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

已知化学键键能数据如表：

化学健		C﹣H	C＝O	H﹣H		C≡O（CO）
键能（kJ/mol）		413	745	436		1075

（1）①CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）。则该反应的△H＝_____________。

②在恒容绝热条件下，一定能说明该反应已达平衡状态的是_____________。（填字母）

A．混合气体的密度不再变化B．混合气体的平均相对分子质量不再变化

C．容器内的温度不再变化D．v正（CH4）＝2v逆（H2）

（2）利用CO2可制取甲醇，其反应为：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0KJ/mol；为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在恒温恒容密闭容器中，充入2molCO2和6molH2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示。从反应开始到平衡，v（H2）＝_____________；该温度下的平衡常数数值＝_____________（保留三位有效数字）。

（3）下列措施能使增大的是________。

A．降低温度

B．恒温恒容下，再充入2molCO2、6molH2

C．使用高效催化剂

D．恒温恒容充入He(g)使体系压强增大

（4）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图2。

①该电池的负极反应式为_____________

②电池工作时，CO32﹣向电极_____________移动（填A或者B）。

Answer 1

【答案】+120kJ/mol BC 5.33 AB 、 A

【解析】

（1）①该反应△H=反应物键能之和-生成物键能之和=(4×413+745×2)kJ/mol-(2×1075+2×436) kJ/mol=+120 kJ/mol；

②A．该反应中所有物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，容器体积不变，因此混合气体的密度始终不变，因此不能判断反应是否达到平衡状态，故A不符合题意；

B．反应过程中气体总质量不变，气体的物质的量发生变化，当气体的物质的量不变时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，可说明反应处于平衡状态，故B符合题意；

C．反应过程中一定存在相应的能量交换，该装置为绝热装置，因此当容器内的温度不再变化时，反应一定处于平衡状态，故C符合题意；

D．当反应处于平衡状态时，2v正(CH4)=v逆(H2)，故D不符合题意；

故答案为：BC；

（2）反应在第10min达到平衡状态，因此从开始至平衡过程中；达到平衡时，、、、，平衡常数；

（3）A．降低温度，平衡将正向移动，减小，增大，将增大，故A符合题意；

B．恒温恒容下，再充入2molCO2、6molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，新平衡时，小于原平衡2倍，大于原平衡2倍，将增大，故B符合题意；

C．催化剂不改变化学平衡，因此不会改变，故C不符合题意；

D．充入He(g)后，各反应物的分压不变，平衡不移动，不变，故D不符合题意；

故答案为：AB；

（4）通入O2的一极为正极，因此电极B为正极，电极A为负极，

①负极上CO、H2发生氧化反应分别生成CO2、H2O，电极反应式为：、；

②电池工作时，阴离子由还原电极移向氧化电极，因此向电极A移动。