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开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。*气、*醇是优质的清洁燃
料,可制作燃料电池。
(1)已知: ①2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1
写出*醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)生产*醇的原料CO和H2来源于: CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K= ,一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则T1 T2(填“<”“>”或“=”下同),A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为__________________________________________。
②120℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应,不能说明该反应已经达到平衡状态的是 。
a.容器内气体密度恒定 b.混合气体的相对分子质量恒定 c.容器内的压强恒定
d.3v正(CH4)=v逆(H2) e.单位时间内消耗0.3 mol CH4同时生成0.9mol H2
(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为 。当有4mol电子通过导线时,消耗标准状况下的O2体积为 L ,此时电解质溶液的PH值 (填“变大”、“变小”或“不变”)
【回答】
【*】28、(15分)(除注明外,其余每空2分)
(1)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8 kJ•mol-1;
(2)①•3)÷• < KC=KB>KA ②ae
(3)CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O 22.4L 变小
【解析】
试题分析:(1)已知:①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ/mol,
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol,③H2O(g)=H2O(1)△H3=-44.0kJ/mol,根据盖
斯定律,①×1/2-②×1/2+③×2得:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8 kJ•mol-1。
(2)①根据化学反应和平衡常数的表达方法,该反应的平衡常数表达式K=(•3)÷•;由图
开始,压强一定时,温度T2的转化率较大,正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,**
的转化率增大,所以温度Tl<T2;平衡常数只受温度影响,B、C处于等温线上,平衡常数相等,由图可知,
压强一定时,温度T2条件下,**的转化率更大,则反应进行的程度更大,比温度T1时的平衡常数大,平
衡常数KC=KB>KA.
②a.100℃时,反应混合物都是气体,混合气体总质量不变,容器的容积不变,容器内气体密 度始终不变,
不能说明反应达到平衡,a项选;b.该反应是气体体积增大的反应,根据M=m/n,质量不变,随着反应的
进行,n增大,当混合气体的相对分子质量恒定时,反应达到平衡状态,b项不选;c.随反应进行混合气
体总物质的量增大,容器容积不变,压强增大,当容器的压强恒定时,说明到达平衡,,c项不选;
d.3v正(CH4)=v逆(H2),不同物质的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,d项不选,e.单位
时间内消耗0.3 mol CH4同时生成0.9mol H2 ,反应始终按此比例进行,不能说明到达平衡,e项选;答
案选ae。
(3)CO发生氧化反应,在负极失去电子,碱*条件下生成碳*根与水,负极电极反应式为:
CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O;正极反应O2+4e-+2H2O =4OH- ,则当有4mol电子通过导线时,消耗标准状况
下的O2体积为22.4L;该燃料电池的总反应为2CO+O2+4OH-=2CO32-+2H2O,反应消耗了OH-,碱*变小。
考点:考查盖斯定律的应用,平衡常数表达式及大小比较,反应处于平衡状态的标志,燃料电池。
知识点:化学平衡单元测试
题型:填空题