Question

（14分）碳及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请按要求回答下列问题：

（1）已知：C(s)+O₂(g) = CO₂(g)  △H = -393 kJ•mol^-1；

2CO(g)+O₂(g) = 2CO₂(g)     △H = -566 kJ•mol^-1；

2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)    △H = -484 kJ•mol^-1

将水蒸气喷到灼热的炭上可实现炭的气化（制得CO、H₂），该反应的热化学方程式为______________________________________________________________________。

（2）将一定量CO(g)和H₂O(g)分别通入容积为2 L的恒容密闭容器中，一定条件下发生反应为CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组实验数据：

实验编号	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO2
1	500	4	8	3.2	4
2	750	2	4	0.8	3
3	750	2	4	0.8	1

①该反应的正反应为           (填“吸热”或“放热”)反应。

②实验1中，0～4 min时段内，以v(H₂)表示的反应速率为           。若在此温度下H₂O(g)、CO(g)起始量分别为2 mol、4 mol，则此反应的平衡常数为___________。

③实验2达到平衡时CO的转化率为          。

④实验3与实验2相比，改变的条件是          ；

请在下图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO₂)随时间变化的曲线，并作标注实验编号。

（3）CO与H₂一定条件下反应生成甲醇（CH₃OH），甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池的负极反应式为____________________________________。

（4）一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物），则阴极的电极反应式为

______________________________________。

Answer

（1）C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) △H= +132 kJ•mol-1（2分）

（2）①放热 ②0.4mol/(L·s) 8/3 ③20%

④加催化剂 如图

（3）CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

（4）

【解析】

试题分析:（1）根据盖斯定律：将水蒸气喷到灼热的炭上可实现炭的气化（制得CO、H2），该反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) △H=-393-（-484）/2-(-566)/2=+132 kJ•mol-1；

（2）将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为2 L的恒容密闭容器中，一定条件下发生反应为

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，该反应前后气体体积不变，由三组实验数据可知第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO2的物质的量比第一组的一半少，表明①该反应的正反应为放热反应；②实验1中，0～4 min时段内，以v(H2)表示的反应速率为=1.6mol/L÷4min=0.4mol·L－1·min－1；若在此温度下H2O(g)、CO(g)起始量分别为2 mol、4 mol，则此反应的平衡常数为K==；③实验2达到平衡时CO的转化率为=；④实验3与实验2相比，温度、浓度均相同，故平衡状态相同，但反应达到平衡时间明显少，故速率快，则改变条件为加入催化剂；图象为；

（3）CO与H2一定条件下反应生成甲醇（CH3OH），甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，可知负极应为甲醇碱性条件下放电，产物为碳酸盐，故该电池的负极反应式为CH3OH+6e—+8OH—=CO32—+6H2O；

（4）一定条件下，如图装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物），由图象可知阴极为有机物苯放电产物为环己烷，则阴极的电极反应式为。

考点：化学反应原理综合。