Question

【題目】丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應用于人們的日常生產和生活．
已知：
①2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O（l）；△H=﹣2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566kJ/mol
（1）反應C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）的△H= ．
（2）依據（1）中的反應可以設計一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內部是熔融的摻雜著氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在其內部可以傳導O2﹣ ． 在電池內部O2﹣移動方向和在電池負極反應的物質分別是
A.正極；O2
B.負極；C3H8
C.正極；C3H8
D.負極；O2
（3）C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成CO和CO2以及氣態水，將所有的產物通入一個固定體積的密閉容器中，在一定條件下發生如下可逆反應：CO （g）+H2O（g）CO2（g）+H2 （g）
①下列事實能說明該反應達到平衡的是 ．
a．體系中的壓強不發生變化 b．υ正（H2）=υ逆（CO）
c．混合氣體的平均相對分子質量不發生變化 d．CO2的濃度不再發生變化
②T℃時，在1L的容器中，通入一定量的CO（g）和H2O（g），發生反應并保持溫度不變，各物質濃度隨時間變化如表：

時間/min	c（CO）	c（H2O）（g）	c（CO2）	c（H2）
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100

計算2min內用CO表示的該反應速率v=；4min時保持其它條件不變，向上述平衡體系中加入0.1molCO、0.1molCO2、0.1molH2 ， 此時反應將向向進行（填“正”或“逆”）．
③已知420℃時，該化學反應的平衡常數為9．如果反應開始時CO和H2O（g）的濃度都是0.01mol/L，則CO在此條件下的轉化率為 ． 又知397℃時該反應的平衡常數為12，請判斷該反應的△H0 （填“＞”、“=”、“＜”）．

Answer 1

【答案】
（1）﹣2219.9kJ/mol
（2）B
（3）bd；0.031mol/（L?min）；逆；75%；＜
【解析】解：（1）①2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O （l）△H1=﹣2741.8kJ/mol②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=﹣566kJ/mol將方程式 得C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O （l）△H= kJ/mol=﹣2219.9kJ/mol，
所以答案是：﹣2219.9kJ/mol； （2）該燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，所以負極上通入的氣體是丙烷，電解質內部陽離子向正極移動、陰離子向負極移動，則氧離子向負極移動，
負極反應式為C3H8+10O2﹣﹣20e﹣=3CO2+4H2O，
所以答案是：B；（3）①a．該反應前后氣體計量數之和不變，所以壓強始終不變，不能根據壓強確定反應是否達到平衡狀態，故a錯誤；
b．反應速率之比等于化學方程式計量數之比，始終存在v 正（H2）=v 正（CO），υ正（H2）=υ逆（CO）說明一氧化碳正逆反應速率相同，能據此判斷平衡狀態，故b正確；
c．該反應中氣體總質量不變、氣體物質的量不變，所以相對分子質量始終不變，所以不能據此判斷平衡狀態，故c錯誤；
d．CO2的濃度不再發生變化時，該反應達到平衡狀態，故d正確；
故選b d，
所以答案是：bd； ②2min內用CO表示的該反應速率v=， =0.031 mol/（Lmin），溫度和體積不變時，第4～5min之間，平衡向逆反應方向移動，改變的條件為增加H2濃度是；由表可知第5～6min之間，增加H2O（g）濃度；第3min時達到平衡，T℃時該化學反應的平衡常數K= = =0.5，

	CO （g）+	H2O（g）		CO2（g）+	H2 （g）
起始量（mol/L）	0.2	0.3		0	0
變化量（mol/L）	0.1	0.1		0.1	0.1
平衡量（mol/L）	0.1	0.2		0.1	0.1

4min時保持其它條件不變，向上述平衡體系中加入0.1molCO、0.1molCO2、0.1molH2 ， 計算濃度商Qc= =1＞k=0.5，反應逆向進行，
所以答案是：0.031 mol/（Lmin）；逆；③420℃時，設參加反應的CO的濃度為x，則K= = =9，解之得x=0.0075mol/L，則在此條件下的轉化率為 ×100%=75%，397℃時該反應的平衡常數為12，降低溫度平衡向正反應方向移動，則正反應為放熱反應＜0，
所以答案是：75%；＜．
【考點精析】掌握化學平衡狀態的判斷和化學平衡的計算是解答本題的根本，需要知道狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．