Question

（14分）反應(yīng)①  Fe(s)+CO₂(g)===FeO(s)+CO(g)；△H₁= a kJmol^-1反應(yīng)②  CO(g)+1/2O₂(g)===CO₂(g)；△H₂= b kJmol^-1測(cè)得在不同溫度下，在密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)①的平衡常數(shù)K值隨溫度的變化如下：

(1)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為                 ，a       0（填“>”、“<”或“=”）。 在 500℃2L 密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①，F(xiàn)e 和 CO₂的起始物質(zhì)的量均為4mol，10min后達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為        ，用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為        。

(2)700℃反應(yīng)①到平衡，要使該平衡向右移動(dòng)，其它條件不變時(shí)，可以采取的措施有__________（填序號(hào)）。

A．縮小反應(yīng)容器體積                   B．通入CO₂   

C．升高溫度到900℃                  D．使用合適的催化劑

(3)由反應(yīng)①和②可求得反應(yīng)  2Fe(s)+O₂(g)===2FeO(s) △H₃中的△H₃=            （用含a、b的代數(shù)式表示）。

(4)如圖是甲醇燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液）的結(jié)構(gòu)示意圖，則a處通入的是     （填“甲醇”或“氧氣”），b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：                                

 

Answer 1

【答案】

（1）K=c(CO)/c(CO₂)（1分）     >（1分）     50%（1分）    0.1mol/(L·min^－1) （1分）

（2）BC（2分）        （3）2（a+b）kJ·mol^-1（3分）

（4）氧氣（2分）       CH₃OH － 6e^- + 8OH ^- == CO₃ ^2-  +  6H₂O (3分)

【解析】（1）平衡常數(shù)是指在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)反應(yīng)式可知，K＝c(CO)/c(CO₂)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，K增大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。設(shè)平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為x，則生成CO設(shè)4x，剩余CO₂是（4－4x），所以根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知，解得x＝0.5，即轉(zhuǎn)化率是50％。生成CO的濃度是4mol×0.5÷2L＝1mol/L，所以反應(yīng)速率是1mol/L÷10min＝0.1mol/(L·min^－1)。

（2）由于反應(yīng)是體積不變的、吸熱的可逆反應(yīng)。所以改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，催化劑只能改變反應(yīng)速率，而不能影響平衡狀態(tài)，AD不正確。增大反應(yīng)物濃度或升高溫度，平衡都向正反應(yīng)方向移動(dòng)，答案選BC。

（3）考查蓋斯定律都應(yīng)用。根據(jù)已知反應(yīng)（①＋②）×2即得到2Fe(s)+O₂(g)===2FeO(s)，所以反應(yīng)熱是2（a+b）kJ·mol^-1。

（4）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，根據(jù)電子都流向可知右側(cè)是負(fù)極，左側(cè)是正極，所以b處通入甲醇，a處通入氧氣。由于電解質(zhì)是氫氧化鉀，所以負(fù)極反應(yīng)式為CH₃OH － 6e^- + 8OH ^- == CO₃ ^2-  +  6H₂O。