Question

下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，試運用所學(xué)知識，解決下列問題：

(1)已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：

它所對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

已知在一定溫度下,在同一平衡體系中各反應(yīng)及平衡常數(shù)如下：

則K₁、K₂、K₃之間的關(guān)系為_______。

(2)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應(yīng)器時，發(fā)生如下反應(yīng)：， 該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下：

該反應(yīng)的逆反應(yīng)方向是_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”），若在500℃時進行，設(shè)起始時CO和H₂O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，反應(yīng)達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為_______。

(3)甲醇是一種新型的汽車動力燃料，可通過CO和H₂化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是_______；

A. 容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

B.

C. 容器中氣體的壓強保持不變

D. 單位時間內(nèi)生成n molCO的同時生成2n mol H₂

(4)甲醇-空氣燃料電池（DMFC)是一種高效能、輕污 染電動汽車的車載電池，其工作原理如下圖所示，該燃料電池的電池反應(yīng)式為，則負極的電極反應(yīng)式為_______。

(5) CO₂在自然界循環(huán)時可與CaCO₃反應(yīng)，CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其。 CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀�，F(xiàn)將CaCl₂溶液與的Na₂CO₃溶液等體積混合，則生成沉淀時原CaCl₂溶液的最小濃度為_______。

 

Answer 1

【答案】

（11分）（1）C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g）（1分）； K₃=K₁?K₂（1分）；

（2）吸熱（2分）；  75% （2分） ； （3）A、C（2分）；

（4）CH₃OH-6e^- +H₂O=CO₂+6H⁺ （1分）。

（5）5．6×10^—5mo1/L （2分）

【解析】

試題分析：(1)由平衡常數(shù)表達式分析得，所對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g）。在同一平衡體系中，由化學(xué)方程式分析得，K₃=K₁?K₂。

(2)由表中信息得，溫度越大平衡常數(shù)越小，說明反應(yīng)物的濃度逐漸增大，故反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。由化學(xué)方程式計算得反應(yīng)達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為75%

(3)B項：正、逆反應(yīng)速率之比不與化學(xué)計量數(shù)之比相等，故錯；

D項：同為逆反應(yīng)速率，故錯。

故選AC。

(4)由化學(xué)方程式得，CH₃OH是負極，故負極的電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^- +H₂O=CO₂+6H⁺。

(5)由反應(yīng)的化學(xué)方程式和計算得，生成沉淀時原CaCl₂溶液的最小濃度為5．6×10^—5mo1/L。

考點：煤的綜合利用 化學(xué)平衡 燃料電池 溶解平衡

點評：本題考查的是煤的綜合利用、化學(xué)平衡、燃料電池和溶解平衡的綜合知識，題目難度大，考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度和分析問題、解決問題的能力。