Question

（1）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ/mol
则反应CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g），△H=

 

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）△H
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1mol 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△H

 

0．
③某温度下，将2.0mol CO和6.0molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/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^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为

 

．

Answer 1

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,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据盖斯定律构造出目标反应热化学反应方程式，据此计算反应热，注意化学计量数乘以不同的系数，进行加减，焓变也要乘以相同的系数，做相应加减；
（2）①达到化学平衡时，正逆反应速率相等，各个组分的浓度不随着时间的变化而变化，根据化学平衡的特征，由此衍生出的一系列物理量都不变，据此来判断；
②化学反应的平衡常数随着温度的变化而变化，根据压强恒定，温度变化引起化学平衡移动的方向来判断化学反应的吸放热情况；
③根据化学反应三段式来计算转化率和平衡常数；
（3）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，电极反应式为CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子而发生还原反应．

解答： 解：（1）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol，
②C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ/mol，
根据盖斯定律，①-②得CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g）△H=-524.8kJ/mol，
故答案为：-524.8；
（2）①A．每消耗1molCO的同时生成2molH₂，能证明正逆反应速率是相等的，故A错误；
B、该反应是一个前后气体系数和变化的反应，当混合气体总物质的量不变，达到额化学平衡状态，故B错误；
C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等，不能证明正逆反应速率是相等的，此时不一定达到化学平衡，故C正确；
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化，是化学平衡状态的特征，故D错误．
故选C；
②根据图中CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系，A、B两点的温度是一样的，所以平衡常数相等，根据图示内容，压强不变，当温度升该时，一氧化碳的转化率逐渐减小，所以化学平衡向左移动，所以该反应是一个放热反应，故答案为：=；＜；
③将2.0mol CO和6.0mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，则              
                CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
初始浓度（mol/L） 1.0     3.0      0
变化浓度（mol/L） 0.75    1.5      0.75
平衡浓度（mol/L）  0.25    1.5      0.75
CO的转化率

0.75

1

×100%=75%，此温度下的化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)?c(H2)3

=

0.75

0.25×1．52

≈1.3；
故答案为：75%；1.3；
（3）解：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，电极反应式为CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子而发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
故答案为：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-．

点评：本题主要考查了盖斯定律的运用、化学平衡状态的判断、化学平衡常数、转化率以及电极反应式的书写等，注意三段式在计算中的应用，根据正负极上得失电子结合电解质书写电极反应式，难度不大．