问题 填空题

(14分)

已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:

|温度/ ℃70080083010001200
平衡常数1.71.11.00.60.4
回答下列问题:

(1)该反应的△H          0(填“<”“ >”“ =”);

(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O,反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)="0.003" mol·L-1·s-1,则6S末CO2的物质的量浓度为               ;反应经一段时间后,达到平衡后CO的转化率为              

(3)判断该反应是否达到平衡的依据为                (填正确选项前的字母);   

a.压强不随时间改变           b.气体的密度不随时间改变

c.c(CO)不随时间改变           d.单位时间里生成CO和H2的物质的量相等   

(4)已知1000℃时,要使CO的转化率超过90%,则起始物c(H2O): c(CO)应不低于       

(5)某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态的K2CO3为电解质,请写出该燃料电池正极的电极反应式                                             

(6)已知CO可用于制备很多物质:

       ΔH=+8.0kJ·mol-1

       ΔH=+90.4kJ·mol-1

               ΔH=-556.0kJ·mol-1

               ΔH=-483.6kJ·mol-1

请写出反应生成热化学方程式                      

答案

(每空2分)

(1)  <  (2分)        (2)0.018 mol·L-1   80%  (各2分)     (3)c d(2分) 

(4)14.4(2分) 

(5)正极:O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-(2分) 

(6)S(g)+O2(g)= SO2(g)  ΔH=-574.0kJmol-1(2分)

题目分析:(1)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0。

(2)反应初始6s内A的平均反应速率v(CO)=0.003mol•L-1•s-1,则6s内c(CO2)=△c(CO)=0.003mol•L-1•s-1×6s=0.018mol•L‾1;CO的起始浓度=0.2mol/5L=0.04mol•L‾1

设平衡时A的浓度变化量为x,则:

CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

开始(mol/L):0.04  0.16    0    0

变化(mol/L):x    x     x      x

平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x   x    x

故x•x/(0.04−x)(0.16−x) =1,解得x=0.032mol/L,所以平衡时A的转化率=0.032mol/L    ÷0.04mol•L‾1×100%=80%

(3)a、该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,错误;b、混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,错误;c、可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(CO)不随时间改变,说明到达平衡,正确;d、单位时间里生成CO和H2的物质的量相等,正反应速率等于逆反应速率,说明到达平衡,正确。

(4)设CO、H2O的起始浓度分别为x、y,且CO的转化率为90%,则:

CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

起始浓度(mol•L-1)   x   y    0   0

转化浓度(mol•L-1)  0.9x  0.9x   0.9x  0.9x

平衡浓度(mol•L-1)  0.1x  y-0.9x  0.9x   0.9x

K=0.9x•0.9x ÷[0.1x•(y−0.9x)] =0.6,得y/x=14.4,只要增加H2O量,就可提高CO的转化率。

(5)该电池中,正极反应一定是氧气得电子的过程,该电池的电解质环境是熔融碳酸盐,所以电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-

(6)根据盖斯定律:S(g)+O2(g)=SO2(g)可由已知反应(③+④-①-②)/2得到,则S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)热化学方程式为:S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1

单项选择题
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