Question

（2008?南京一模）化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．
（1）蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體．甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol．
356g“可燃冰”（分子式為CH₄?9H₂O）釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水．放出的熱量為

1780.6kJ

．
（2）某種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入液化石油氣（以C₄H₁₀表示），電池的電解質(zhì)是摻入了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下傳導(dǎo)O^2-．
已知該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：C₄H₁₀+2O^2--4e^-=CO₂+H₂O，則該電池正極的電極反應(yīng)式為

O₂+4e^-=2O^2-

，電池工作時(shí)，固體電解質(zhì)里的O^2-向

負(fù)

極移動(dòng)．
（3）已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
①T℃時(shí)，在一定體積的容器中，通入一定量的CO（g）和H₂O（g），發(fā)生反應(yīng)并保持溫度不變，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如下表：T℃時(shí)物質(zhì)的濃度（mol/L）變化

時(shí)間/min	CO	H2O（g）	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

第5、6min時(shí)的數(shù)據(jù)是保持溫度和體積不變時(shí)，改變某一條件后測(cè)得的．第4～5min之間，改變的條件是

增加H₂濃度

，第5～6min之間，改變的條件是

增加H₂O（g）濃度

．T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)是

0.5

．
②已知420℃時(shí)，該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)為9．如果反應(yīng)開始時(shí)，CO和H₂O（g）的濃度都是0.01mol/L，則CO在此條件下的轉(zhuǎn)化率為

75%

．
③397℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為12，請(qǐng)判斷該反應(yīng)的△H

＜

0（填“＞”、“=”、“＜”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的計(jì)算反應(yīng)熱；
（2）根據(jù)原電池原理，正極O₂得到電子生成負(fù)極O^2-；電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式即可，根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析反應(yīng)的反應(yīng)熱．

解答：解：（1）365g中甲烷的物質(zhì)的量為

365g

178g/mol

=2mol，其完全燃燒生成CO₂和H₂O（l），可放出2mol×890.3 kJ=1780.6kJ的熱量，故答案為：1780.6 kJ；
（2）根據(jù)原電池原理，正極O₂得到電子生成負(fù)極O^2-為O₂+4e^-=2O^2-，電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；負(fù)；
（3）①溫度和體積不變時(shí)，第4～5min之間，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，改變的條件為增加H₂濃度是；由表可知第5～6min之間，增加H₂O（g）濃度；第3min時(shí)達(dá)到平衡，T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

=

0.100×0.100

0.100×0.200

=0.5，故答案為：增加H₂濃度；增加H₂O（g）濃度；0.5；
②420℃時(shí)，設(shè)參加反應(yīng)的CO的濃度為x，則K=

c(H2)?c(CO2)

c(CO)?c(H2O)

=

x?x

(0.01-x)?(0.01-x)

=9，解之得x=0.0075mol/L，則在此條件下的轉(zhuǎn)化率為

0.0075mol/L

0.01mol/L

×100%=75%，故答案為：75%；
③397℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為12，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)＜0，故答案物：＜．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，電極方程式的書寫以及化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算與應(yīng)用等，要能根據(jù)題目所給信息解題，善于發(fā)掘題目信息．