Question

【題目】CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問題：

已知化學鍵鍵能數據如表：

化學健		C﹣H	C＝O	H﹣H		C≡O（CO）
鍵能（kJ/mol）		413	745	436		1075

（1）①CO2與CH4經催化重整，制得合成氣：CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）。則該反應的△H＝_____________。

②在恒容絕熱條件下，一定能說明該反應已達平衡狀態的是_____________。（填字母）

A．混合氣體的密度不再變化B．混合氣體的平均相對分子質量不再變化

C．容器內的溫度不再變化D．v正（CH4）＝2v逆（H2）

（2）利用CO2可制取甲醇，其反應為：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0KJ/mol；為探究用CO2來生產燃料甲醇的反應原理，現進行如下實驗：在恒溫恒容密閉容器中，充入2molCO2和6molH2，進行上述反應。測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖1所示。從反應開始到平衡，v（H2）＝_____________；該溫度下的平衡常數數值＝_____________（保留三位有效數字）。

（3）下列措施能使增大的是________。

A．降低溫度

B．恒溫恒容下，再充入2molCO2、6molH2

C．使用高效催化劑

D．恒溫恒容充入He(g)使體系壓強增大

（4）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖2。

①該電池的負極反應式為_____________

②電池工作時，CO32﹣向電極_____________移動（填A或者B）。

Answer 1

【答案】+120kJ/mol BC 5.33 AB 、 A

【解析】

（1）①該反應△H=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=(4×413+745×2)kJ/mol-(2×1075+2×436) kJ/mol=+120 kJ/mol；

②A．該反應中所有物質均為氣體，反應過程中氣體總質量不變，容器體積不變，因此混合氣體的密度始終不變，因此不能判斷反應是否達到平衡狀態，故A不符合題意；

B．反應過程中氣體總質量不變，氣體的物質的量發生變化，當氣體的物質的量不變時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，可說明反應處于平衡狀態，故B符合題意；

C．反應過程中一定存在相應的能量交換，該裝置為絕熱裝置，因此當容器內的溫度不再變化時，反應一定處于平衡狀態，故C符合題意；

D．當反應處于平衡狀態時，2v正(CH4)=v逆(H2)，故D不符合題意；

故答案為：BC；

（2）反應在第10min達到平衡狀態，因此從開始至平衡過程中；達到平衡時，、、、，平衡常數；

（3）A．降低溫度，平衡將正向移動，減小，增大，將增大，故A符合題意；

B．恒溫恒容下，再充入2molCO2、6molH2，相當于增大壓強，平衡正向移動，新平衡時，小于原平衡2倍，大于原平衡2倍，將增大，故B符合題意；

C．催化劑不改變化學平衡，因此不會改變，故C不符合題意；

D．充入He(g)后，各反應物的分壓不變，平衡不移動，不變，故D不符合題意；

故答案為：AB；

（4）通入O2的一極為正極，因此電極B為正極，電極A為負極，

①負極上CO、H2發生氧化反應分別生成CO2、H2O，電極反應式為：、；

②電池工作時，陰離子由還原電極移向氧化電極，因此向電極A移動。