Question

（2010?江蘇一模）現代工業將煤炭氣化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO₂等的排放，又可以擴大水煤氣的廣泛用途．
（1）已知：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）；△H₁，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H₂．
則反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；△H=

△H1-△H2

2

．（用含△H₁、△H₂的代數式表示）
（2）CO和H₂在一定條件下合成甲醇的反應為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H₃．現在容積均為1L的a、b、c、d、e五個密閉容器中分別充入1mol CO和2mol H₂的混合氣體，控溫，進行實驗，測得相關數據如下圖1和圖2．

①該反應的△H₃

＜

0（選填“＜”、“＞”或“=”，下同），K₁

＞

K₂．
②將容器c中的平衡狀態轉變到容器d中的平衡狀態，可采取的措施有

升溫或減壓

．
（3）某燃料電池以CO為燃料，以空氣為氧化劑，以熔融態K₂CO₃為電解質．寫出該燃料電池負極的電極反應式：

CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂

．

Answer 1

分析：（1）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）①根據圖1升判斷出溫度對平衡的影響，從圖象可以看出，升高溫度，甲醇的物質的量減少，說明正反應是放熱反應；根據正反應是放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，平衡常數增大；
②根據圖2，分析反應進行到T₃時，反應達平衡，然后溫度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反應進行，說明正反應放熱，然后根據外界條件對化學平衡的影響來解答；
（3）根據電池反應式=正極反應式+負極反應式，寫出負極反應式．

解答：解：（1）2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₁ ①
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂ ②
蓋斯定律得①-②得：2C（s）+2H₂O（g）?2CO（g）+2H₂（g）△H₁-△H₂，
則反應C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=

△H1-△H2

2

；
故答案為：

△H1-△H2

2

；
（2）①圖1可以看出，甲醇的物質的量為0.6mol的曲線溫度大，說明升高溫度，甲醇的物質的量減少，即平衡逆向移動，說明正反應是放熱反應，所以△H₃＜0；
因正反應是放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，平衡常數增大，所以說低溫時平衡常數大；
故答案為：＜；＞；
②因正反應為放熱反應，同時是氣體化學計量數減小的反應，所以可通過升溫、減壓等措施使平衡逆向移動，故答案為：升溫或減壓；
（3）電池的總反應為：2CO+O₂=2CO₂，正極反應為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，所以負極的電極反應式為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故答案為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂．

點評：本題主要考查了熱化學方程式、化學平衡移動等知識，原電池原理的應用，電極書寫方法，難度中等，要能夠從圖中提取信息．