Question

【題目】碳及其化合物有廣泛的用途。

（1）反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH=+131.3kJmol-1，達到平衡后，體積不變時，以下有利于提高H2產率的措施是 。

A．增加碳的用量 B．升高溫度 C．用CO吸收劑除去CO D．加入催化劑

（2）已知，C（s）+CO2（g）2CO（g）△H=+172.5kJmol-1

則反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的△H= kJmol-1。

（3）CO與H2一定條件下反應生成甲醇（CH3OH），甲醇是一種燃料，可利用甲醇設計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質溶液，多孔石墨做電極，該電池負極反應式為 。

（4）在一定溫度下，將CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中，發生以下反應：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，得到如下數據：

t / min	2	4	7	9
n(H2O)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

①其它條件不變，降低溫度，達到新平衡前v(逆)__________v(正)(填“>”、“<”或“=”) 。

②該溫度下，此反應的平衡常數K= ；

③其它條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，平衡時CO的體積分數______(填“增大”、 “減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】（1）BC（2）-41.2

（3）CH3OH6e-+H2O=CO2+6H+（3分）

（4）①<（2分）；②K=9/25或0.36（3分）；③不變（2分）

【解析】

試題分析：（1）反應C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)ΔH=+131.3kJmol-1是吸熱反應，要提高氫氣的產率，必須使平衡正向進行，C是固體，增大碳的用量，平衡不移動，A項錯誤；升高溫度，或減小生成物CO的濃度，平衡正向移動，BC項正確；催化劑只能加快反應速率，不能改變平衡，D項錯誤，答案選BC；

（2）C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH=+131.3kJmol-1，①

C（s）+CO2（g）2CO（g）△H=+172.5kJmol-1②

根據蓋斯定律反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

△H=①-②=+131.3kJmol-1-172.5kJmol-1=-41.2kJmol-1；

（3）燃料電池中負極發生氧化反應，所以燃料在負極發生氧化反應，結合電解質溶液，負極發生的反應是甲醇失去電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為CH3OH 6e-+ H2O = CO2+6H+ ；

（4）①CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)是放熱反應，所以降低溫度平衡正向移動，則達到新平衡前反應正向進行，v(逆)< v(正);

②該溫度下，達平衡時，H2O(g)和CO的濃度均是0.10mol/2.0L=0.05mol/L，CO2、H2的平衡濃度均是（0.16-0.10）mol/2.0L=0.03mol/L，此反應的平衡常數K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=0.032/0.052=0.36；

③該反應是反應前后氣體的物質的量不變的可逆反應，所以其它條件不變，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，達到的新平衡與原平衡等效，平衡時CO的體積分數不變。