问题 填空题

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。

356g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为  _______ 

(2)某种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下传导O2

已知该电池负极的电极反应为:C4H10+2O2-4e=CO2+H2O,则该电池正极的电极反应式为    _______   ,电池工作时,固体电解质里的O2    _______   极移动。

(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g)    CO2(g)+H2(g)

①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:    T℃时物质的浓度(mol/L)变化

时间 / minCOH2O(g)CO2H2
00.2000.30000
20.1380.2380.0620.062
30.1000.2000.1000.100
40.1000.2000.1000.100
50.1160.2160.084C1
60.0960.2660.104C2
       第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是    _______   ,第5~6min之间,改变的条件是    _______   。T℃时该化 学反应的平衡常数是    _______   

②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01 mol/L,则CO在此条件下的转化率为    _______   

③397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H    _______   0(填“>”、“=”、“<”).

答案

(1)1780.6 kJ    (2)O2+4e=2O2;  负

(3)①增加H2浓度;增加H2O(g)浓度; 0.5     ② 75%  ③ <

(1)356克可燃冰是2mol,放热890.3×2=1780.6。

(2)根据燃烧方程式推得总反应式为  C4H10+ 13/2 O2 → 4 CO2+ 5 H2O

减去负极反应式                C4H10+13O2--26e-    4CO2+5H2O

13/2 O2-(13O2--26e-)=0 整理得: O2+4e-=O2-

(3)①K= (0.1×0.1)/(0.1×0.2)="0.5" ;

②设:从起始到平衡CO的浓度变化为x mol·L -1

H2O (g) +  CO (g)   H2(g)+ CO2 (g)

起始:0.01      0.01           0       0

变化:x         x             x        x

平衡:(0.01-x) (0.01-x)     x        x

则该温度下反应的平衡常数k = x2/(0.01-x)2=9,解得x  =0.0075。转化率为75%。

③420℃时,该化学反应的平衡常数为9,397℃时该反应的平衡常数为12,平衡常数增大说明平衡正向移动,即降温平衡正向移动,正反应放热,△H<0。

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