Question

碳素利用是環(huán)�？茖W(xué)家研究的熱點(diǎn)課題。

I．某研究小組現(xiàn)將三組CO(g)與H2O(g)的混合氣體分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H＜0，得到如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量（mol）	平衡量（mol）	達(dá)到平衡所 需要時(shí)間/min
CO（g）	H2O(g)	CO2(g)	H2(g)
I	800	2	2	x	1	5
II	900	1	2	0.5	0.5	T1
III	900	2	2	a	a	T2

（1）實(shí)驗(yàn)I中，前5min的反應(yīng)速率υ(CO2)＝               。

（2）下列能判斷在800℃實(shí)驗(yàn)條件下CO(g)與H2O(g)反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是           。

A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化     B．n2(H2)= n(H2O)·n(CO)

C．混合氣體密度不變       D．υ正(CO) ＝υ逆（CO2）

（3）實(shí)驗(yàn)II和III中CO的平衡轉(zhuǎn)化率：αII(CO)    αIII(CO) (填：＞、＜或＝，下同) ，T1      T2，a=          （填精確數(shù)值）。

（4）若實(shí)驗(yàn)Ⅲ的容器改為在絕熱的密閉容器中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)測(cè)得H2O(g)的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖如下圖所示， b點(diǎn)υ正     υ逆（填“＜”、“＝”或“＞”），t3～t4時(shí)刻，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率H2O%降低的原因是                  。

（5）CO和H2在一定條件下合成甲醇。

甲醇/空氣堿性燃料電池中，

消耗32g甲醇，電池中有轉(zhuǎn)移4.5 mol電子。

負(fù)極的電極反應(yīng)式為                  。

該電池中電流效率為               。

（電流效率η＝×100%）

Answer 1

【答案】

（1）0.1mol•L1•min1（1分）

（2）BD（2分）

（3）＞（2分）；﹤（1分）； -1（2分）

（4）＞（2分）該反應(yīng)達(dá)到平衡后，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器，故容器內(nèi)溫度升高，反應(yīng)逆向進(jìn)行（3分）

（5）CH3OH－6e＋8OH＝CO32＋11H2O（2分）75%（2分）

【解析】

（2）恒溫、恒容條件下，氣體的總物質(zhì)的量始終不變，壓強(qiáng)始終不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤。該條件下平衡常數(shù)為1，B項(xiàng)正確；恒容條件下，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體，密度始終不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤。CO、CO2的正反應(yīng)速率相等，轉(zhuǎn)化成CO2的正、逆反應(yīng)速率相等，D項(xiàng)正確。

（3）相同溫度下，增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率降低。根據(jù)相同溫度下平衡常數(shù)不變可計(jì)算。

（4）b點(diǎn)未達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大至相等，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

（5）甲醇在負(fù)極上發(fā)生氧化生成碳酸鹽，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e＋8OH＝CO32＋11H2O

n(CH3OH)＝1mol，n(e)＝6 mol，η＝×100%=75%