Question

水煤氣是重要燃料和化工原料，可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得：
C （s）+H₂O（g）═CO （g）+H₂ （g）△H=+131.3kJ?mol^-1
（1）該反應的平衡常數K隨溫度的升高而______（增大/減小/不變）．
（2）上述反應達到平衡后，將體系中的C（s）全部移走，平衡______（向左移/向右移/不移動）．
（3）上述反應在t時刻達到平衡（如圖），若在t₁時刻改變某一條件，請在下圖中繼續畫出t₁時刻之后正反應速率（ν_正）隨時間的變化：
①縮小容器體積（用實線表示）
②降低溫度（用虛線表示）
（4）一定溫度下，三個容器中均進行著上述反應，各容器中炭足量，其它物質的物質的量濃度及正逆反應速率關系如下表所示．請填寫表中相應的空格．

容器編號	c（H2O）/mol?L-1	c（CO）/mol?L-1	c（H2）/mol?L-1	ν正、ν逆比較
I	0.06	0.60	0.10	ν正=ν逆
Ⅱ	0.12	0.20	______	ν正=ν逆
Ⅲ	0.10	0.20	0.40	ν正______ν逆

（5）CO和H₂可合成甲醇．直接甲醇燃料電池（DMFC）由甲醇負極、氧正極和質子交換膜構成．在催化劑作用下甲醇被氧化為水和二氧化碳．甲醇用完后，只要補充甲醇就可以繼續使用．因此，DMFC用作筆記本電腦、汽車等的能量來源時，它能夠實現污染物的“零排放”． DMFC的正極電極反應式為______，DMFC的總反應式為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）該反應正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，據此判斷；
（2）將C全部移走，由于是可逆反應，還會生成碳，生成的碳不能完全反應；
（3）①縮小容器體積，壓強增大，瞬間正反應速率加快，平衡向逆反應移動，正反應速率增大到新平衡；②降低溫度，瞬間正反應速率減慢，平衡逆反應移動，正反應速率增大到新平衡，據此作圖；
（4）根據Ⅰ計算平衡常數．Ⅱ中處于平衡狀態，根據平衡常數計算Ⅱ中c（H₂）；
據此Ⅲ中此時的濃度商Qc，與平衡常數比較，判斷反應進行的方向，據此判斷；
（5）原電池正極發生還原反應，氧氣在正極放電，采用質子交換膜，故負極產生的氫離子移向正極，故氧氣在正極放電生成水；
該原電池的實質是甲醇燃燒產生二氧化碳與水．
解答：解：（1）該反應正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，平衡常數增大；
故答案為：增大；
（2）將C全部移走，由于是可逆反應，還會生成碳，生成的碳不能完全反應，故平衡向左移動，
故答案為：向左移；
（3）①縮小容器體積，壓強增大，瞬間正反應速率加快，平衡向逆反應移動，正反應速率增大到新平衡；②降低溫度，瞬間正反應速率減慢，平衡逆反應移動，正反應速率增大到新平衡，故圖象為：
故答案為：；
（4）由Ⅰ可知，平衡常數k==1，Ⅱ中處于平衡狀態，根據平衡常數可知Ⅱ中c（H₂）===0.6，
Ⅲ中此時的濃度商Qc==0.8＜1，故反應向正反應方向進行，故ν_正＞ν_逆，
故答案為：0.06；＞；
（5）原電池正極發生還原反應，氧氣在正極放電，采用質子交換膜，故負極產生的氫離子移向正極，故氧氣在正極放電生成水，電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，該原電池的實質是甲醇燃燒產生二氧化碳與水，故總反應式為：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O．
點評：本題考查化學平衡常數及有關計算、化學平衡及反應速率的影響因素、原電池等，難度中等，（2）為易錯點、難度，學生容易形成定式思維，認為碳是固體，不影響平衡移動，導致錯誤，注意審題是將碳完全移走．