Question

为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H₂O反应转化为绿色能源H₂。已知：

2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g) ΔH=-566kJ·moL^－1

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g) ΔH=-483.6KJ·moL^－1

H₂O (g)＝H₂O(l) ΔH=-44.0KJ·moL^－1

（1）氢气的标准燃烧热△H=__________kJ·moL^－1

（2）写出CO和H₂O(g)作用生成CO₂和H₂的热化学方程式_______________________

（3）往 1L体积不变的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H₂O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1，则t℃时CO的转化率为____________；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将__________________（填“变大”、“不变”或“变小”），平衡将向__________（填“正”或“逆”）方向移动

（4）为了提高CO的转化率，可采取的措施是__________________。

A．增大的CO浓度

B．增大的H2O(g)浓度

C．使用催化剂

D．降低温度

（5）H₂是一种理想的绿色能源，可作燃料电池；若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液，其负极的电极反应式是_____________________________

Answer

-285.8 kJ·moL－1 2CO(g)+H2O (g)＝2CO2(g) +H2(g) ΔH=-41.2kJ·moL－1 50% 变小 逆 BD H2 ＋2OH --2e- = 2H2O

【解析】

（1）由2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6KJ/mol、2H2O（g）═2H2O（l）△H=-88.0KJ/mol，可得2mol氢气燃烧生成液态水，放出的热量为483.6kJ+88kJ=571.6kJ，氢气燃烧热是指1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量，即571.6kJ/2=285.8 kJ，所以氢气的燃烧热△H=-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，根据盖斯定律可知（①-②）÷2得△H=（-566+483.6）÷2=-41.2kJ/mol，即热化学反应方程式为2CO(g)+H2O (g)＝2CO2(g) +H2(g) ΔH=-41.2kJ·moL－1；

（3） CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）

开始 1 1 0 0

转化 x x x x

平衡 1-x 1-x x x

t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1，则x2/(1-x)2=1，解得x=0.5，

所以CO的转化率为0.5/1×100%=50%，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；

（4）A．增大的CO浓度，平衡正向移动，CO的转化率减小，H2O的转化率增大，B．增大H2O(g) 的浓度，水蒸气的转化率减小，CO的转化率增大， C．使用催化剂只能加快化学反应速率，不能改变平衡，即不能改变CO的转化率，D．降低温度，平衡正向移动，CO的转化率增大，选BD；

（5）氢气为负极，失去电子，在碱性电解质溶液中，负极生成水，则负极反应式为H2 ＋2OH --2e- = 2H2O。