Question

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．在一定體積的密閉容器中，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表所示：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	1.67	1.11	1.0	0.59	0.38

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式：K=

 

．
（2）該反應(yīng)為

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（3）一定溫度下，能說明該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是

 

．
A．容器中壓強(qiáng)不變
B．化學(xué)平衡常數(shù)K不變
C．混合氣體的密度不變
D．c（CO）=c（CO₂）
E．混合氣體中c（CO）不變
F．單位時(shí)間內(nèi)生成CO的分子數(shù)與生成H₂O的分子數(shù)相等
（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c（CO₂）×c（H₂）=c（CO）×c（H₂O），試判此時(shí)的溫度為

 

．
（5）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
寫出CO和H₂O（l）作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式

 

．
（6）轉(zhuǎn)化生成的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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）分析圖表數(shù)據(jù)，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，升溫平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，個(gè)組分含量保持不變分析選項(xiàng)；
（4）依據(jù)平衡濃度關(guān)系計(jì)算平衡常數(shù)，對(duì)照表中數(shù)據(jù)確定反應(yīng)溫度；
（5）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律及時(shí)得到所需熱化學(xué)方程式；
（6）氫氧燃料電池氫氣在負(fù)極失電子，在堿溶液中生成水．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

；
故答案為：

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

；
（2）分析圖表數(shù)據(jù)，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理可知，升溫平衡逆向進(jìn)行，逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
故答案為：放熱；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，個(gè)組分含量保持不變，反應(yīng)是氣體體積不變的放熱反應(yīng)；
A．反應(yīng)前后氣體體積不變，容器中壓強(qiáng)不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A不符合；
B．平衡常數(shù)隨溫度變化，改變濃度、壓強(qiáng)平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B不符合；
C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，體積不變，反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)密度始終不變，混合氣體的密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C不符合；
D．c（CO）=c（CO₂）和起始量消耗量有關(guān)，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D不符合；
E．混合氣體中c（CO）不變，是化學(xué)平衡的標(biāo)志，故E符合；
F．單位時(shí)間內(nèi)生成CO的分子數(shù)與生成H₂O的分子數(shù)相等，只能說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故F不符合；
故答案為：E．
（4）依據(jù)平衡濃度關(guān)系計(jì)算平衡常數(shù)，對(duì)照表中數(shù)據(jù)確定反應(yīng)溫度，某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c（CO₂）×c（H₂）=c（CO）×c（H₂O），平衡常數(shù) K=1，對(duì)照數(shù)據(jù)可知是830℃的溫度；
故答案為：830℃；
（5）①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ?moL^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6KJ?moL^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0KJ?moL^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①-②-③×2得到CO和H₂O（l）作用生成CO₂和H₂的熱化學(xué)方程式：2CO（g）+2H₂O（l）=2CO₂（g）+2H₂（g）△H=-5.6KJ/mol；
則CO（g）+H₂O（l）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-2.8KJ/mol，
故答案為：CO（g）+H₂O（l）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-2.8KJ/mol；
（6）氫氧燃料電池氫氣在負(fù)極失電子，在堿溶液中生成水，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡影響因素，平衡常數(shù)計(jì)算分析判斷，化學(xué)平衡標(biāo)志的理解應(yīng)用，熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡(jiǎn)單．