Question

（2011?湖南二模）（1）已知可逆反应：M（g）+N（g）P（g）+Q（g）；△H＞0，请回答下列问题：
①在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为

25%

．此反应的化学平衡常数K=

0.5

．
②若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；达到平衡后，c（P）=2mol?L^-1’a=

6

mol?L^-1．
（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求．
①有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是：
A．CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+49.0kJ/mol
B．CH₃OH（g）+3/O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-676.7kJ/mol
由上述方程式可知，CH₃OH的燃烧热

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）676.7kJ/mol．已知水的气化热为44kJ/mol则氢气燃烧的热化学方程式为

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol

②图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图．甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH₃OH（g）+3O₂═2CO₂+4H₂O．则c电极是

负极

（填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应是

CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①根据方程式利用三段式法计算转化率，根据K=

c(P)?c(Q)

c(M)?c(N)

计算平衡常数；
②利用三段式法结合温度不变平衡常数不变来计算；
（2）①利用盖斯定律计算反应热；
②原电池中电子从负极经外电路流向正极，负极发生氧化反应．

解答：解：（1）①由方程式可知，M转化的物质的量浓度为1mol/L×60%=0.6mol/L，
           M（g）+N（g）P（g）+Q（g）
起始：1mol/L   2.4mol/L       0     0
转化：0.6mol/L  0.6mol/L   0.6mol/L  0.6mol/L
平衡：0.4mol/L   1.8mol/L   0.6mol/L  0.6mol/L
则N反应的量是0.6 mol/L，所以N的转化率为

0.6mol/L

2.4mol/L

×100%=25%，
K=

c(P)?c(Q)

c(M)?c(N)

=

0.6mol/L×0.6mol/L

0.4mol/L×1.8mol/L

=0.5，
故答案为：25%；0.5；
②M（g）+N（g）P（g）+Q（g）
起始Ⅰ：1      2.4           0      0  
平衡Ⅰ：0.4      1.8         0.6    0.6
起始Ⅱ：4         a           0      0
平衡Ⅱ：2         a-2         2      2
平衡Ⅰ和平衡Ⅱ温度相同，则K值相同，
则

2×2

2×(a-2)

=

0.6×0.6

0.4×1.8

，
解之得：a=6
故答案为：6；
（2）①气态水液化为液态水要放热，根据燃烧热概念可知，生成稳定的氧化物应为液态水，所以CH₃OH的燃烧热大于676.7kJ/mol，
已知：①CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-676.7kJ/mol
③H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44kJ/mol
利用盖斯定律，将

②-①

3

-③可得：
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol，
故答案为：大于；H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol；
②原电池中电子从负极经外电路流向正极，根据电子转移的方向可知c为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为
CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案为：负极；CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺．

点评：本题考查较为综合，涉及化学平衡的计算，化学反应与能量以及原电池知识，题目难度较大，注意平衡常数的计算和应用，把握盖斯定律的运用．