Question

4．水煤氣不僅是合成氨的原料氣也是合成烴及其化工廠產(chǎn)品的原料

（1）已知CO和H₂燃燒均為放熱反應
①上圖能正確表示反應中能量變化的是A
②水煤氣燃料電池中，通CO、H₂的極為電池的負極（選填“正”或“負”）
（2）水煤氣變換后反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0（放出熱量）
①下列措施能提高反應速率的有abc
a．升高溫度　b．加入催化劑　　　c．增大壓強 d．降低濃度
②判斷一可逆反應是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù)有很多，某同學針對該反應提出一種設想：測定密閉容器內(nèi)氣體的密度，當相同狀態(tài)時密度不再改變即可判斷出該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，你認為這種設想是否正確否（填“是”或“否”），請說明理由反應物、生成物均為氣體，密閉容器中氣體質(zhì)量和體積不變，氣體密度始終恒定
（3）將標準狀況下582.4L合成氣[已知：n（CO）：n（H₂）=4：9]通入合成塔，一定條件下可發(fā)生2CO（g）+4H₂（g）→CH₂=CH₂（g）+2H₂O（g）；CO（g）+3H₂→CH₄（g）+H₂O（g），充分反應后，經(jīng)測定產(chǎn)品中只有甲烷、乙烯和水蒸氣（假定CO和H₂均無剩余），試計算逸出的氣體中乙烯的物質(zhì)的量（列出計算過程）

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)放熱反應即反應物總能量大于生成物總能量分析；
②依據(jù)燃料電池中燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應；
（2）①依據(jù)影響反應速率的因素分析判斷；
②反應前后氣體質(zhì)量和體積不變反應過程中和平衡狀態(tài)下始終不變；
（3）依據(jù)元素守恒結(jié)合化學方程式定量關(guān)系計算分析應用．

解答 解：（1）①因為放熱反應即反應物總能量大于生成物總能量，所以圖象A正確，故答案為：A；
②燃料電池中燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應，）“直接水煤氣燃料電池”中，通CO、H₂的極為電池的負極，故答案為：負；
（2）①CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，反應是氣體體積不變的放熱反應，
a．升高溫度平衡逆向進行，反應速率增大，故a正確；
b．加入催化劑能增大反應速率，故b正確；
c．增大壓強，反應速率增大，故正確；
d．降低濃度，反應速率減小，故d錯誤；
故答案為：abc；
②2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g），反應前后氣體體積不變，質(zhì)量不變，密閉容器中氣體質(zhì)量和體積不變，氣體密度始終恒定，
故答案為：否；反應物、生成物均為氣體，密閉容器中氣體質(zhì)量和體積不變，氣體密度始終恒定；
（3）依據(jù)題意：n（CO）+n（H₂）=$\frac{582.4L}{22.4L/mol}$=26mol；
n（CO）=26mol×4/（4+9）=8mol，n（H₂）=26mol-8mol=18mol
由方程式：2CO（g）+4H₂（g）→C₂H₄（g）+2H₂O（g）和CO（g）+3H₂（g）→CH₄（g）+H₂O（g）
n（CH₄）+2n（C₂H₄）=8mol，3n（CH₄）+4n（C₂H₄）=18mol，解得n（C₂H₄）=3mol；
答：逸出的氣體中乙烯的物質(zhì)的量為3mol．

點評 本題考查了化學反應速率，化學平衡的影響因素分析判斷，化學方程式書寫，原電池原理分析應用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．