Question

【題目】碳及其化合物應用廣泛．I．工業上利用CO和水在沸石分子篩表面反應制氫氣，CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）
（1）向1L恒容密閉容器中注入CO和H2O（g），830°C時，測得部分數據如下表．

t/min	0	1	2	3	4	5
n（CO）/mol	0.200	0.160	0.125	0.099	0.080	0.080
n（H2O）/mol	0.300	0.260	0.225	0.199	0.180	0.180

則該溫度下反應的平衡常數K=
（2）相同條件下，向 1L恒容密閉容器中，同時注入1molCO、1molH2O（g）、2molCO2和2molH2 ， 此時v（正）v（逆）（填“＞”“=”或“＜”）；II．已知：CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H1=﹣141kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=﹣484kJmol﹣1
CH3OH（l）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H3=﹣726kJmol﹣1
（3）利用CO、H2化合制得液態甲醇的熱化學方程式為
（4）Ⅲ．一種新型氫氧燃料電池工作原理如圖所示．
寫出電極A的電極反應式放電過程中，溶液中的CO32﹣將移向電極（填A或B）
（5）以上述電池電解飽和食鹽水，若生成0.2mol Cl2 ， 則至少需通入O2的體積為L（標準狀況）

Answer 1

【答案】
（1）1
（2）＜
（3）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101 kJ/mol
（4）H2﹣2e﹣+CO32﹣=CO2+H2O；A
（5）2.24
【解析】解：（1）分析圖表數據，4min達到平衡狀態， CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）
起始量（mol/L） 0.2 0.3 0 0
變化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量（mol/L） 0.08 0.18 0.12 0.12
K= =1，所以答案是：1；（2）相同條件下，向1L恒容密閉容器中，同時注人1mol CO、1mol H2O（g），2mol CO2和2mol H2 ， 濃度商Q= =4＞K=1，反應逆向進行，此時v（正 ）＜v（逆），所以答案是：＜；（3）已知CO（g）+ O2（g）CO2（g）△H=﹣141kJmol﹣1 ①2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H=﹣484kJmol﹣1 ②CH3OH（l）+ O2（g）CO2（g）+2H2O（g）△Hl=﹣726kJmol﹣1 ③依據蓋斯定律①+②﹣③得到CO、H2化合制得液態甲醇的熱化學方程式：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101 kJ/mol，所以答案是：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101 kJ/mol；（4）裝置圖是氫氧燃料電池，電解質為碳酸鉀熔融鹽，傳導離子為碳酸根離子；依據原電池原理可知電極A為負極，氫氣失電子在堿溶液中生成水，A電極反應為：H2﹣2e﹣+CO32﹣=CO2+H2O；B為正極氧氣得到電子生成氫氧根離子O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， CO32﹣在A極放電，CO32﹣移向A極，所以答案是：H2﹣2e﹣+CO32﹣=CO2+H2O；A；（5）電池電解飽和食鹽水，陽極生成0.2mol Cl2 ， 電極反應2Cl﹣﹣2e﹣=CL2↑，原電池中B為正極氧氣得到電子生成氫氧根離子O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 依據電子守恒得到氯氣和氧氣的定量關系：2CL2～O2 ， 生成氧氣0.1mol，則至少需通人O2的體積標準狀況下為2.24L，所以答案是：2.24．