Question

【題目】已知C3H8的燃燒熱（△H）為-2219.9kJ/mol，且C3H8和H2O的汽化熱分別為18.8KJ/mol、44.0kJ/mol。(汽化熱是指在一定溫度下，1mol物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程中所吸收的熱量。)

(1)試計(jì)算8.8g以液化石油氣存在的C3H8在氧氣中完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出的熱量為____________。

(2)在體積可變的密閉容器中投入1molCO和2molH2,在不同條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量隨溫度、壓強(qiáng)変化如圖1所示。

①M(fèi)點(diǎn)時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為_________；壓強(qiáng)：p1________p2(填“＞”“＜”或“=’’)

②反應(yīng)速率：N點(diǎn)v正(CO)_________M點(diǎn)v逆(CO) (填“＞”“＜”或“＝’’)

③若壓強(qiáng)為p1、在1L恒容密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)(應(yīng)始投料不變,在不同溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)(lgK)如圖2所示。則溫度為506K時(shí)，平衡常數(shù)K=________(保留三位小數(shù))，B、C、D、E四點(diǎn)中能正確表示該反應(yīng)的lgK與T的關(guān)系的點(diǎn)為________。

④某溫度下，在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CO、H2、CH3OH分別為lmol、lmol、lmol,容器的體積為3L，該溫度下，現(xiàn)往容器中繼續(xù)通入3molCO,此時(shí)v(正)________v(逆)(選填“＞”“＜”或“＝’’)，用數(shù)據(jù)說(shuō)明理由___________________。

(3)以二甲醚(CH3OCH3)為燃料、氧氣為氧化劑、KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池(電極材料為惰性材料)。

①若KOH溶液足量，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________。

②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.2mol,當(dāng)有0.1mol二甲醚參加反應(yīng)時(shí)，電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是______________________。

Answer 1

【答案】 405.02kJ 25% > < 0.148L2·mol-2 BE = Qc=K=9，平衡不移動(dòng) CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)

【解析】（1）根據(jù)C3H8的燃燒熱可得反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C3H8(l)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2219.9kJ/mol,且C3H8與H2O的汽化熱分別為18.8kJ/mol和44kJ/mol,根據(jù)反應(yīng)的方程式可知?dú)怏wC3H8發(fā)生反應(yīng)時(shí),生成氣態(tài)H2O時(shí)放出的熱量為-2219.9kJ/mol+18.8kJ/mol+4×44kJ/mol=-2025.1kJ/mol,8.8g液化石油氣中含C3H8的物質(zhì)的量為0.2mol,則釋放的熱量為0.2mol×2025.1kJ/mol=405.02kJ；正確答案：405.02kJ。

(2) ①M點(diǎn)時(shí)，生成的CH3OH為0.25 mol，消耗H2的物質(zhì)的量為0.25mol×2=0.50 mol，則H2的轉(zhuǎn)化率α(H2)=0.5/2×100%=25%；此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。由題圖1知，在相同溫度下p2到p1，CH3OH的物質(zhì)的量增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即p1>p2；正確答案：25%；>。

②M、N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度相同，但M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)較大，反應(yīng)速率較大；N點(diǎn)v正(CO)<M點(diǎn)v逆(CO)；正確答案：<。

③506 K時(shí)，　　 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始(mol·L-1) 1 2 0

轉(zhuǎn)化(mol·L-1) 0.25 0.50 0.25

平衡(mol·L-1) 0.75 1.50 0.25

K==L2·mol-2≈0.148 L2·mol-2。K越大，lgK越大，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)K減小，所以，B、E點(diǎn)符合題意；正確答案：0.148L2·mol-2 ；BE。

④達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CO、H2、CH3OH分別為lmol、lmol、lmol，容器的體積為3L，則三種物質(zhì)的濃度為c(CO)=c(H2)=c(CH3OH)=1/3mol/L, K=1/3/(1/3)2×1/3=9；該溫度下，現(xiàn)往容器中繼續(xù)通入3molCO，根據(jù)體積比和物質(zhì)的量成正比可知，6mol混合氣體的體積為6L，所以三種物質(zhì)的濃度分別為c(CO)=4/6 mol/L=2/3 mol/L, c(H2)=1/6 mol/L, c(CH3OH)= 1/6 mol/L,該反應(yīng)的濃度商Qc=1/6/(1/6)2×2/3=9=K,平衡不移動(dòng)，此時(shí)v(正)=v(逆)；正確答案：= ；Qc=K=9，平衡不移動(dòng)。

(3)①二甲醚(CH3OCH3)為燃料電池，二甲醚做負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳，在KOH溶液足量的情況下，最終生成碳酸鈉溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為: CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O；正確答案：CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O。

②根據(jù)碳原子守恒規(guī)律，當(dāng)有0.1mol二甲醚參加反應(yīng)時(shí)，生成CO2為0.2mol，0.2molCO2與0.2mol的KOH恰好完全反應(yīng)生成碳酸氫鉀溶液，水解過(guò)程大于電離過(guò)程，溶液顯堿性，因此溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是：c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)；正確答案：c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)。