问题 选择题

(14分) 碳及其化合物有广泛的用途。

(1)C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2的产率的是         。(填序号)

A.升高温度 

B.增加碳的用量

C.加入催化剂

D.用CO吸收剂除去CO(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1

则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的△H=         

(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为            

(4)在一定温度下,将CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:

t / min2479
n(H2O)/mol0.120.110.100.10
①其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)

②该温度下此反应的平衡常数K=___________

③其他条件不变,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),平衡时CO的体积分数___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。

答案

(14分)(1) AD (2分) 

(2)- 41.2KJ/mol (2分) 

(3)CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H(3分)

 (4) ①< (2分)   ② 0.36 (2分)  ③不变  (3分)

题目分析:(1)A、升高温度,平衡正向移动,氢气的产率增大,正确;B、碳为固体,增加碳的量对平衡无影响,氢气的产率不变,错误;C、加入催化剂对平衡无影响,氢气的产率不变,错误;D、用CO吸收剂除去CO,生成物的浓度减小,平衡正向移动,氢气的产率增大,正确,答案选AD;、

(2)C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol-1,  ①

C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1        ②

根据盖斯定律,

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的△H=①-②="131.3" kJ•mol-1-172.5kJ•mol-1=- 41.2KJ/mol;

(3)稀硫酸作电解质,甲醇为燃料,则负极是甲醇发生的氧化反应,生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H

(4)① CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)为放热反应,所以降低温度,平衡正向移动,达新平衡前v(逆)<v(正);

②                 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

开始时(mol/L)     0.08      0.08

平衡时(mol/L)     0.05      0.05           0.03       0.03

所以化学平衡常数K=0.032/0.052=0.36;

③该反应为反应前后气体的物质的量不变的可逆反应,所以充入物质的物质的量对应成比例时,达到的平衡是等效平衡,开始时CO与H2O物质的量比是1:1,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),CO与H2O物质的量比仍是1:1,所以再达平衡时与原平衡等效,CO的体积分数不变。

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