Question

【题目】碳及其化合物应用广泛．I．工业上利用CO和水在沸石分子筛表面反应制氢气，CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
（1）向1L恒容密闭容器中注入CO和H2O（g），830°C时，测得部分数据如下表．

t/min	0	1	2	3	4	5
n（CO）/mol	0.200	0.160	0.125	0.099	0.080	0.080
n（H2O）/mol	0.300	0.260	0.225	0.199	0.180	0.180

则该温度下反应的平衡常数K=
（2）相同条件下，向 1L恒容密闭容器中，同时注入1molCO、1molH2O（g）、2molCO2和2molH2 ， 此时v（正）v（逆）（填“＞”“=”或“＜”）；II．已知：CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H1=﹣141kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=﹣484kJmol﹣1
CH3OH（l）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H3=﹣726kJmol﹣1
（3）利用CO、H2化合制得液态甲醇的热化学方程式为
（4）Ⅲ．一种新型氢氧燃料电池工作原理如图所示．
写出电极A的电极反应式放电过程中，溶液中的CO32﹣将移向电极（填A或B）
（5）以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mol Cl2 ， 则至少需通入O2的体积为L（标准状况）

Answer 1

【答案】
（1）1
（2）＜
（3）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101 kJ/mol
（4）H2﹣2e﹣+CO32﹣=CO2+H2O；A
（5）2.24
【解析】解：（1）分析图表数据，4min达到平衡状态， CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）
起始量（mol/L） 0.2 0.3 0 0
变化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量（mol/L） 0.08 0.18 0.12 0.12
K= =1，所以答案是：1；（2）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注人1mol CO、1mol H2O（g），2mol CO2和2mol H2 ， 浓度商Q= =4＞K=1，反应逆向进行，此时v（正 ）＜v（逆），所以答案是：＜；（3）已知CO（g）+ O2（g）CO2（g）△H=﹣141kJmol﹣1 ①2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H=﹣484kJmol﹣1 ②CH3OH（l）+ O2（g）CO2（g）+2H2O（g）△Hl=﹣726kJmol﹣1 ③依据盖斯定律①+②﹣③得到CO、H2化合制得液态甲醇的热化学方程式：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101 kJ/mol，所以答案是：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101 kJ/mol；（4）装置图是氢氧燃料电池，电解质为碳酸钾熔融盐，传导离子为碳酸根离子；依据原电池原理可知电极A为负极，氢气失电子在碱溶液中生成水，A电极反应为：H2﹣2e﹣+CO32﹣=CO2+H2O；B为正极氧气得到电子生成氢氧根离子O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， CO32﹣在A极放电，CO32﹣移向A极，所以答案是：H2﹣2e﹣+CO32﹣=CO2+H2O；A；（5）电池电解饱和食盐水，阳极生成0.2mol Cl2 ， 电极反应2Cl﹣﹣2e﹣=CL2↑，原电池中B为正极氧气得到电子生成氢氧根离子O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 依据电子守恒得到氯气和氧气的定量关系：2CL2～O2 ， 生成氧气0.1mol，则至少需通人O2的体积标准状况下为2.24L，所以答案是：2.24．