Question

【題目】“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應生成以CO和H2為主的合成氣，合成氣有廣泛應用．試回答下列問題：
（1）高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一，其基本反應為： FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）△H＞0．
已知在1100°C時，該反應的化學平衡常數(shù)K=0.263．
①溫度升高，平衡移動后達到新平衡，此時平衡常數(shù)值（填“增大”“減小”“不變”）；
②1100°C時測得高爐中，c（CO2）=0.025molL﹣1 ， c（CO）=0.1molL﹣1 ， 則在這種情況下，該反應這一時刻向進行（填“左”或“右”）．
（2）目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇，有關反應為：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），△H=﹣49.0KJmol﹣1 ， 某溫度下，向體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2 ， 反應過程中測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間的變化如圖所示．
①反應開始至平衡，氫氣的平均反應速率v（H2）=mol（Lmin）﹣1 ， CO2的轉化率為 ．
該溫度下上述反應的平衡常數(shù)K= ．
②反應達到平衡后，下列能使 的值增大的措施是填符號
a．升高溫度 b．再充入H2 c．再充入CO2 d．將H2O（g）從體系中分離 e．充入He（g）
③新型高效的甲醇CH3OH燃料電池采用Pt為電極材料，兩個電極上分別通入CH3OH和O2 ， KOH溶液為電解質(zhì)，是寫出上述電池負極的電極反應式 ． 若電池工作一段時間后，消耗標準狀況下的氧氣11.2L，則該過程轉移電子mol．

Answer 1

【答案】
（1）增大；右
（2）0.225；75%； ； bd； CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；2
【解析】解：（1）①反應吸熱，升高溫度平衡向正反應方向移動，則高爐內(nèi)CO2和CO體積比值增大，平衡常數(shù)K值增大，

所以答案是：增大；

②1100℃時測得高爐中c（CO2）=0.025molL﹣1，c（CO）=0.1molL﹣1，在這種情況下，濃度商Qc= = =0.25＜0.263，所以此時反應未達到化學平衡，反應向著正向進行，正反應速率大于逆反應速率；

所以答案是：右； （2）①根據(jù)圖示可知，10min達到平衡狀態(tài)，甲醇濃度為0.75mol/L，由反應CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）可知，消耗氫氣的濃度為：0.75mol/L×3=2.25mol/L，氫氣平均反應速率為： =0.225mol/（Lmin），

	CO2（g）+	3H2（g）	CH3OH（g）+	H2O（g）
c（初）	1	3	0	0
c（變）	0.75	2.25	0.75	0.75
c（平）	0.25	0.75	0.75	0.75

所以CO2的轉化率為 =75%，K= = ，

所以答案是：0.225；75%； ；

②n（CH3OH）/n（CO2）增大，反應CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）向著正向移動，

a．升高溫度，該反應放熱，升高溫度，平衡向著逆向移動，n（CH3OH）/n（CO2）減小，故錯誤；

b．再充入H2，平衡向著正向移動，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故正確；

c．再充入CO2，平衡向著正向移動，但是二氧化碳濃度增加的大于甲醇增大濃度，n（CH3OH）/n（CO2）減小，故錯誤；

d．將H2O（g）從體系中分離，平衡向著正向移動，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故正確；

e．充入He（g），各組分濃度不變，平衡不移動，n（CH3OH）/n（CO2）不變，故錯誤；

所以答案是：bd；

③燃料電池負極上是燃料失電子的氧化反應，發(fā)生反應的電極反應式為：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O，氧氣的物質(zhì)的量為：0.5mol，而1mol氧氣轉移4mol電子，所以轉移電子的物質(zhì)的量為2mol，所以答案是：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；2．