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CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛．
（1）已知：C（s）+O2 （g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2=-483.6kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H3=+131.3kJ?mol-1
則反應CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g）的△H=
-524.8
-524.8
kJ?mol-1．
標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6L與氧氣反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移
3
3
mol電子．
（2）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），是用煤氣（CO+H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的．負極的電極反應式為
CO-2e-+CO32-═2CO2、H2-2e-+CO32-═CO2+H2O；
CO-2e-+CO32-═2CO2、H2-2e-+CO32-═CO2+H2O；
；則該電池的正極反應式是
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
．
（3）密閉容器中充有10mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；CO的轉化率（α）與溫度、壓強的關系如圖所示．

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數K=
1
1
；此時在B點時容器的體積VB
小于
小于
10L（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA
大于
大于
tC（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③在不改變反應物用量情況下，為提高CO轉化率可采取的措施是
降溫、加壓，將甲醇從混合體系中分離出來
降溫、加壓，將甲醇從混合體系中分離出來
．
分析：（1）根據①C（s）+O2 （g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1；②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2=-483.6kJ?mol-1；③C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H3=+131.3kJ?mol-1
三個熱化學方程式，利用蓋斯定律，將①-③可得反應CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g）的反應熱，根據CO、
H2參加的量計算轉移的電子數目；
（2）CO、H2具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應生成CO2和H2O，氧氣具有氧化性，在正極上發(fā)生還原反應，結合電解質書寫電極反應式；
（3）①根據圖象判斷出平衡時的各種物質的濃度，用平衡常數的表達式進行計算；在相同溫度下，根據AB兩點的轉化率判斷平衡移動的分析，以此判斷壓強的大小，
②根據溫度對反應的影響來判斷，溫度越高，反應速率越大；
③根據反應的特征可從溫度、壓強、濃度等因素改變條件使平衡向正方向移動，從而提高轉化率．
解答：解：（1）根據①C（s）+O2 （g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1；②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2=-483.6kJ?mol-1；③C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H3=+131.3kJ?mol-1三個熱化學方程式，利用蓋斯定律，將①-③可得反應CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g）；△H=，=-393.5kJ?mol-1-131.3kJ?mol-1=-524.83kJ?mol-1；CO、H2與氧氣反應的方程式分別為：2CO++O2
 點燃 
.
 
2CO2；2H2+O2
 點燃 
.
 
2H2O，從方程式可以看出相同物質的量的CO、H2燃燒轉移的電子數目相等，所以標準狀況下CO、H233.6L與氧氣反應生成CO2和H2O轉移的電子的物質的量為：
33.6L
22.4L/mol
×2=3mol，故答案為：-524.8； 3；
（2）CO、H2具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應生成CO2和H2O，電極反應式為：CO-2e-+CO32-═2CO2；H2-2e-+CO32-═CO2+H2O；氧氣具有氧化性，在正極上發(fā)生還原反應，電極反應式為：O2+4e-+2CO2═2CO32-；
故答案為：CO-2e-+CO32-═2CO2、H2-2e-+CO32-═CO2+H2O；O2+4e-+2CO2═2CO32-；
（3）①根據圖象可以看出，A點時CO的轉化率為50%，則平衡時各物質的量濃度為：c（CO）=0.5mol/L；c（H2）=1mol/L；c（CH3OH）=0.5mol/L；所以平衡常數為=
c(CH3OH)
c(CO)×c2(H2)
=
0.5
12×0.5
=1； 從A點轉變?yōu)锽點，CO的轉化率增大，平衡向正向移動，應增大壓強，所以在B點時容器的體積小于10L，故答案為：1；小于；
 ②升高溫度，反應速率增大，反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間要少，所以反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA
大于tC；故答案為：大于；
③提高轉化率應使平衡向正反應方向移動，根據反應方程式的特征可明顯判斷出可采取的措施為：降溫、加壓，將甲醇從混合體系中分離出來，故答案為：降溫、加壓，將甲醇從混合體系中分離出來．
點評：本題較為綜合，從多個角度考查化學反應與能量、電化學、化學平衡等知識，具有一定難度，學習中注意蓋斯定律的應用、電極反應式的書寫、平衡移動的判斷等問題．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

Ⅰ．以硫鐵礦為原料制取硫酸的生產中排出的廢水對環(huán)境危害極大．酸性廢水中砷元素含量極高，為控制砷的排放，采用化學沉降法處理含砷廢水，相關數據如下表．
表1．幾種砷酸鹽的Ksp  
難溶物 Ksp
Ca3（AsO4）2 6.8×10-19
AlAsO4 1.6×10-16
FeAsO4 5.7×10-21
表2．工廠污染物排放濃度及允許排放標準
污染物 H2SO4 As元素
濃度 28.42g/L 1.6g?L-1
排放標準 pH 6～9 0.5mg?L-1
回答以下問題：
（1）該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質的量濃度c（H2SO4）=
0.29
0.29
 mol?L-1．
（2）寫出難溶物Ca3（AsO4）2的Ksp表達式：Ksp[Ca3（AsO4）2]=
c3（Ca2+）?c2 （AsO43-）
c3（Ca2+）?c2 （AsO43-）
，若混合溶液中Al3+、Fe3+的濃度均為1.0×10-4mol?L-1，c（AsO43-）的最大是
5.7×10-17
5.7×10-17
mol?L-1．

Ⅱ．“潔凈煤技術”研究在世界上相當普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產出了熱值高達122500～16000kJ?m-3的煤炭氣，其主要成分是CO和H2．CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛．
已知：①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=-483.6kJ?mol-1
③C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H3=+131.3kJ?mol-1
則反應CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g），△H=
-524.8
-524.8
kJ?mol-1．
標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6L與氧氣完全反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移
3
3
mol e-．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2012?門頭溝區(qū)一模）“富煤、貧油、少氣”是我國能源發(fā)展面臨的現狀．隨著能源的日益緊張，發(fā)展“煤化工”對我國能源結構的調整具有重要意義．下圖是煤化工產業(yè)鏈之一．

“潔凈煤技術”研究在世界上相當普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產出熱值很高的煤炭合成氣，其主要成分是CO和H2．CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛．
（1）已知：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol①
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H2=+131.3kJ/mol②
則反應CO（g）+H2（g）+O2（g）=H2O（g）+CO2（g），△H=
-524.8
-524.8
kJ/mol．在標準狀況下，33.6L的煤炭合成氣與氧氣完全反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移
3
3
mol e-．
（2）在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
①下列情形能說明上述反應已達到平衡狀態(tài)的是
ad
ad

a．體系壓強保持不變
b．密閉容器中CO、H2、CH3OH（g）3種氣體共存
c．CH3OH與H2物質的量之比為1：2
d．每消耗1mol CO的同時生成2molH2
②CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如下圖所示．

A、B兩點的平衡常數
一樣
一樣
（填“前者”、“后者”或“一樣”）大；達到A、C兩點的平衡狀態(tài)所需的時間tA
大于
大于
tC（填“大于”、“小于”或“等于”）．在不改變反應物用量的情況下，為提高CO的轉化率可采取的措施是
降溫、加壓、將甲醇從混合體系中分離出來
降溫、加壓、將甲醇從混合體系中分離出來
（答出兩點即可）．
（3）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣（CO、H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為正極燃氣，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的．負極的電極反應式為：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；則該電池的正極反應式為
O2+4e-+2CO2=2CO32-
O2+4e-+2CO2=2CO32-
．

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科目：高中化學 來源：2010-2011學年浙江省高三高考模擬考試（理綜）化學部分 題型：填空題

CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛。

（1）已知：C(s)＋O2 (g) ===CO2(g) △H1= —393.5kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(g) △H2= —483.6kJ·mol-1

C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) △H3= +131.3kJ·mol-1

則反應CO(g)＋H2(g) ＋O2(g)=== H2O(g)＋CO2(g)的△H=        kJ·mol-1 。 

標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6L與氧氣反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移______mol電子。

（2）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），是用煤氣（CO+H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質，以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負極的電極反應式為                         ；

則該電池的正極反應式是                                       。

（3）密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的轉化率(α)與溫度、壓強的關系如下圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數K=               ；此時在B點時容器的體積VB       10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA       tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改變反應物用量情況下，為提高CO轉化率可采取的措施是                。

 

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科目：高中化學 來源：2013屆湖南師大附中高二12月階段檢測化學試卷 題型：填空題

(14分) “潔凈煤技術”研究在世界上相當普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產出了熱值高達122500~16000 kJ·m-3的煤炭氣，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛。

（1）已知：

    C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　ΔH1＝—393.5 kJ·mol-1　　�、�

    2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　ΔH2＝—483.6 kJ·mol-1　　 ②

    C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)　ΔH3＝＋131.3 kJ·mol-1　  ③

則反應CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= 　　　　　　kJ·mol-1。標準狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6 L與氧氣完全反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移　　　　mol e-。

（2）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣（CO、H2）作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣體在正極反應，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的。負極的電極反應式為：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；則該電池的正極反應式為　　                             　　　。

（3）密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如右圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為VAL，則該溫度下的平衡常數K=　　              　　　；A、B兩點時容器中物質的物質的量之比為n(A)總：n(B)總=　　 　　　。

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA　　 　　　tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改變反應物用量的情況下，為提高CO的轉化率可采取的措施是　     　　。

A 降溫     B 加壓     C 使用催化劑    D 將甲醇從混合體系中分離出來

 

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