Question

（14分）為了減少煤燃燒對大氣造成的污染，煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO2氣體的排放也是人類面臨的重大課題．煤綜合利用的一種途徑如下所示：

（1）已知：C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ?mol-1

C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H2=+90kJ?mol-1

則一氧化碳與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是 。

（2）將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；ΔH

①該反應平衡常數(shù)表達式為K＝ 。

②已知在某壓強下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉化率如圖所示。

該反應的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。若溫度不變，減小反應投料比[n(H2) /n(CO2)]，則K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（3）一種新型氫氧燃料電池工作原理如下圖所示。

①寫出電極A的電極反應式 放電過程中，溶液中的CO32-將移向電極 （填A或B）

②以上述電池電解飽和食鹽水，若生成0.2mol Cl2，則至少需通入O2的體積為 L（標準狀況）

Answer 1

（每空2分，共14分）

（1）CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ?mol-1；

（2）① c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ② < 不變

（3）①H2-2e-+CO32-= CO2+ H2O；A

②2.24

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律得，一氧化碳與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H=△H2-△H1=+90kJ?mol-1-131.3kJ?mol-1=-41.3kJ?mol-1；

（2）①根據(jù)平衡常數(shù)的定義，該反應的平衡常數(shù)K= c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)；

②根據(jù)圖像可知，隨溫度升高，二氧化碳的轉化率降低，說明升高溫度，平衡逆向移動，所以正反應是放熱反應，ΔH<0；平衡常數(shù)只與溫度有關，若溫度不變， 減小反應投料比[n(H2) /n(CO2)]，則K將不變；

（3）①電極A通入氫氣，發(fā)生氧化反應，所以A是負極，氫氣失去電子，與碳酸根離子結合為水和二氧化碳氣體，電極反應式為：H2-2e-+CO32-= CO2+ H2O；原電池中，陰離子向負極移動，則碳酸根離子向A極移動；

②生成0.2mol Cl2，則轉移0.4mol電子，根據(jù)O2+4e-+2CO2=2CO32-，則需要氧氣的物質(zhì)的量是0.1mol，標準狀況下的體積是0.1mol×22.4L/mol=2.24L。

考點：考查蓋斯定律的應用，平衡常數(shù)的表示及判斷，原電池反應原理的應用