Question

現(xiàn)代工業(yè)將煤炭氣化后，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO₂等的排放，又可以制成許多清潔能源、擴大水煤氣的廣泛用途．

（1）已知：①2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁=-221.0kJ?mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ?mol^-1；
則反應(yīng)C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；△H=

 

．
（2）工業(yè)上有一種用CO₂ 來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），△H=-49.0kJ?mol^-1，現(xiàn)將6.0mol CO₂和8.0mol H₂充入2L的密閉容器中，測得H₂的物質(zhì)的量（n）隨時間變化如圖1所示（實線）．
①下列時間段平均反應(yīng)速率最大的是

 

（填序號）．
A．0～1min    B．1～3min    C．3～8min    D．8～11min
其速率是：υ（H₂）=

 

．
②平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率

 

；該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
③僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H₂的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應(yīng)的實驗條件改變是

 

，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實驗條件改變是

 

．
（3）某研究所組裝的CH₃OH-O₂燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池工作時，b口通入的物質(zhì)為

 

．
②該電池正極的電極反應(yīng)式為：

 

．
③以此電池做電源，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理（裝置如圖3所示）的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁并有氣泡產(chǎn)生，其原因可能是（用相關(guān)的離子方程式表示）：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到．
（2）①據(jù)n（H₂）隨時間變化的圖象分析，斜率越大的時間段，反應(yīng)速率越快，v=

△c

△t

計算．
②用三段式法求算．
③利用影響化學(xué)平衡移動的因素和勒夏特列原理分析．
（3）①甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)，在負極反應(yīng)，再從氫離子移動方向分析．
②正極是氧氣在反應(yīng)，注意電解質(zhì)是酸性的．
③陽極上鋁失電子生成鋁離子，鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)．

解答： 解：已知：
①2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁=-221.0kJ?mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ?mol^-1；
據(jù)蓋斯定律，（①-②）÷2得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=[（-221.0KJ/mol）-（-483.6KJ/mol）]÷2=+131.3KJ/mol，
故答案為：+131.3KJ/mol；
（2）①從圖1分析，反應(yīng)開始時圖象斜率大，速率快；v（H₂）=

2mol 2L

1min

=1.0mol/（L?min），
故答案為：A；1.0mol/（L?min）；
②從圖象分析，氫氣開始時8mol，平衡后2mol，反應(yīng)了6mol，據(jù)化學(xué)方程式有   
                CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
反應(yīng)前（mol/L）   3.0     4.0        0         0
反應(yīng)了（mol/L   ）1.0     3.0        1.0      1.0
平衡后（mol/L）   2.0     1.0        1.0      1.0
α（H2）=

3.0

4.0

×100%=75%；
K=

1.0×1.0

2.0×1．02

=0.5（L/mol）
故答案為：75%；0.5（L/mol）；
③曲線I比原來達平衡時間短且氫氣轉(zhuǎn)化率小，只能是升高溫度；曲線Ⅱ比原平衡達平衡所用時間短且氫氣轉(zhuǎn)化率高，只能是加壓，
故答案為：升高溫度；增大壓強；
（3）①H向右移動，說明右面的電極是正極，故甲醇應(yīng)從b也就是負極通入．故答案為：b；
②正極是氧氣反應(yīng)，在酸性條件下，電極反應(yīng)式應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
③鋁作陽極，陽極上電極反應(yīng)式為Al=Al³⁺+3e^-；陽極上生成的鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，所以溶液變渾濁Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

點評：本題圖象多，跨度大，難度大，是一道不錯的高考考前練習(xí)題．