Question

（1）已知： C(s)+O2(g)=CO2(g)???????? ΔH1＝－393.5 kJ/mol

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)? ΔH2＝＋131.3 kJ/mol

则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= ____? ___kJ/mol。

（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)? ΔH

①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。

A．每消耗1 mol CO的同时生成2molH2

B．混合气体总物质的量不变

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“=”或“＜”,下同）；由图判断ΔH _____0。

③某温度下，将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.25 mol/L，则CO的转化率=?????????? ，此温度下的平衡常数K=????????????? （保留二位有效数字）。

（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，用煤炭气（CO、H2）作负极反应物，空气与CO2的混合气体为正极反应物，催化剂镍作电极，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为：CO+H2－4e-+2CO32-=3CO2+H2O；则该电池的正极反应式为???????????????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）-524.8（2分）?

（2）①c（2分）；② =（2分）；<（2分）；③75%（3分）； 1.3（2分）

（3）O2+4e-+2CO2=2CO32-（2分）

【解析】

试题分析： （1）根据盖斯定律和已知方程式可得，ΔH=ΔH1－ΔH2 ＝－393.5 kJ/mol－131.3 kJ/mol=-524.8 kJ/mol。

（2）①A项每消耗1 mol CO的同时生成2molH2 表示的是正逆反应速率相等，所以反应达到平衡。

B．根据反应方程式中气体系数可知，该反应是前后气体的减少的反应，所以混合气体总物质的量不变时，反应达到平衡，B正确；

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率均表示正反应速率，不能说明反应达平衡，C错误；

D．反应中各物质的浓度不再变化是化学反应达到平衡的重要标志，D正确。

②反应的平衡常数只与温度有关，所以图像中A、B的温度相等，所以平衡常数也相等，即K(A)= K(B)；又可看出图像曲线随着温度升高，CO的转化率不断降低，所以温度升高对正反应不利，使平衡逆向移动，所以该反应的正反应是一个放热反应，ΔH <0。

③??????????????? CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

初始浓度（mol/L）：1?????? 3????????????? ????????? 0

转化浓度（mol/L）：0.75??? 2.25????????????? ????? 0.75

平衡浓度（mol/L）：0.25??? 0.75????????????? ????? 0.75

所以H2的转化率=0.75÷1×100%=75%

平衡常数K= c(CH3OH) / c(CO)c2(H2) =0.75/ 0.752 0.25=1.3

（3）该电池的反应原理实质是用水煤气做燃料，制成一个燃料电池，所以电池总反应式就是水煤气的燃烧反应CO+H2 +O2=CO2+H2O，可以看出Li2CO3和Na2CO3只是做电解质并没有发生反应，所以根据已知得负极反应式消耗CO32-可推得正极反应式应生成CO32-，所以可得正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32- 。

考点：本题考查的是化学反应原理的知识，设计盖斯定律的应用计算、化学平衡标志的判断、转化率和化学平衡常数的计算、电化学方程式的书写等内容。