Question

2．為了減少CO對(duì)大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究CO和H₂O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H₂．已知：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ•moL^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H=-483.6KJ•moL^-1
H₂O （g）=H₂O（l）；△H=-44.0KJ•moL^-1
（1）表示氫氣燃燒熱的化學(xué)方程式中△H=-285.8kJ•moL^-1；
（2）寫(xiě)出CO和H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol．
（3）往 1L體積不變的容器中加入0.200mol CO和1.00mol H₂O（g），在t℃時(shí)反應(yīng)并達(dá)到平衡，若該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1（方程式中各物質(zhì)前化學(xué)計(jì)量數(shù)為最簡(jiǎn)比），則t℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為83.3%；反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，此時(shí)平衡常數(shù)將變小（填“變大”、“不變”或“變小”），平衡將向逆 （填“正”或“逆”）方向移動(dòng)．
（4）H₂是一種理想的綠色能源，可作燃料電池；若該氫氧燃料電池以KOH為電解質(zhì)溶液，其負(fù)極的電極反應(yīng)式是H₂-2e^-+2OH^-═2H₂O．

Answer 1

分析 （1）由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol、H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0KJ/mol來(lái)計(jì)算；
（2）利用2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol結(jié)合蓋斯定律來(lái)寫(xiě)出CO和 H₂O（g）作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡的三段法計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算來(lái)分析；
（4）氫氣為負(fù)極，失去電子，在堿性電解質(zhì)溶液中，負(fù)極生成水．

解答 解：（1）由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol、2H₂O（g）═2H₂O（l）△H=-88.0KJ/mol，即2mol氫氣燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為483.6kJ+88kJ=571.6kJ，
則1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為$\frac{571.6kJ}{2}$=285.8kJ，
故答案為：-285.8 kJ•moL^-1；
（2）由①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566KJ/mol、②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6KJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知$\frac{①-②}{2}$得CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g），
△H=$\frac{-566kJ/mol-（-483.6kJ/mol）}{2}$=-41.2kJ/mol，即熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol，
故答案為：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol；
（3）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）
開(kāi)始  0.2         1       0       0
轉(zhuǎn)化    x        x       x        x
平衡 0.2-x       1-x     x        x
t℃時(shí)反應(yīng)并達(dá)到平衡，若該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1，則$\frac{x×x}{（0.2-x）×（1-x）}$=1，
解得x=$\frac{1}{6}$，
所以CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{1}{6}}{0.2}$×100%=83.3%
該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，
故答案為：83.3%；變��；逆；
（4）氫氣為負(fù)極，失去電子，在堿性電解質(zhì)溶液中，負(fù)極生成水，則負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-═2H₂O，
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-═2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較強(qiáng)，涉及熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，化學(xué)平衡的計(jì)算及移動(dòng)，原電池的電極反應(yīng)，注重對(duì)高考熱點(diǎn)的考查，題目難度中等．