已知反应:CO(g)+H 2 O(g)⇌H 2 (g)+CO 2 (g)△H=-41.2kJ/mol,生成的CO 2 与

已知反应:CO(g)+H 2 O(g)⇌H 2 (g)+CO 2 (g)△H=-41.2kJ/mol,生成的CO 2 与H 2 以不同的体积比混合时在合适条件下的反应可制得CH 4
(1)850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H 2 O(g),CO和H 2 O(g)浓度变化如右图所示,下列说法正确的是______(填序号).
A.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量
B.第4min时,混合气体的平均相对分子质量不再变化,可判断已达到平衡
C.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会增大
D.第8min时,若充入CO,会导致v (正) >v (逆) ,平衡向正反应方向移动
(2)850℃时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H 2 O、1.0mol CO 2 和x mol H 2 .若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是______.
(3)如将H 2 与CO 2 以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH 4 .已知:
CH 4 (g)+2O 2 (g)═CO 2 (g)+2H 2 O(l)△H 1 =-890.3kJ/mol
H 2 (g)+
1
2
O 2 (g)═H 2 O(l)△H 2 =-285.8kJ/mol
则CO 2 (g)与H 2 (g)反应生成CH 4 (g)与液态水的热化学方程式是______.
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH 4 为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.负极反应式为______,正极反应式为______.为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是______.实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O 2 体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH 4 ______L.
我爱durian 1年前 已收到1个回答 举报

P胖 幼苗

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(1)A.1.2mol水蒸气参加反应,通常条件下放出的热量为41.2kJ/mol×1.2mol=49.44kJ,故A正确;
B.由图可知4min时到达平衡,随反应进行,混合气体总质量不变,总物质的量不变,平均相对分子质量始终不变,所以不能作为平衡状态的判断依据,故B错误;
C.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数减小,故C错误;
D.第8min时,若充入CO,反应物浓度增大,会导致v (正) >v (逆) ,平衡向正反应方向移动,故D正确;
故选AD;
(2)由图可知,平衡时CO的浓度为0.08mol/L,则:
CO(g)+H 2 O(g)⇌CO 2 (g)+H 2 (g)
开始(mol/L):0.20.300
变化(mol/L):0.12 0.12 0.12 0.12
变化(mol/L):0.08 0.18 0.12 0.12
故平衡常数k=
0.12×0.12
0.08×0.18 =1,
平衡向正反应方向移动,浓度商小于平衡常数,即
1×x
1×3 <1,解得x<3,
故答案为:x<3;
(3)已知:①CH 4 (g)+2O 2 (g)═CO 2 (g)+2H 2 O(l)△H 1 =-890.3kJ/mol
②H 2 (g)+1/2O 2 (g)═H 2 O(l)△H 2 =-285.8kJ/mol
由盖斯定律,②×4-①得CO 2 (g)+4H 2 (g)═CH 4 (g)+2H 2 O(l)△H=-252.9 kJ/mol
故答案为:CO 2 (g)+4H 2 (g)═CH 4 (g)+2H 2 O(l)△H=-252.9 kJ/mol;
(4)负极上甲烷失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH 4 +4CO 3 2- -8e - =5CO 2 +2H 2 O,正极上氧化剂得电子发生还原反应,电极反应式为:O 2 +2CO 2 +4e - =2CO 3 2-
电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳(CO 2 ),所以要不断补充二氧化碳,
根据转移电子相等计算,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O 2 体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH 4 体积=
448L×20%×4
8 =44.8L,
故答案为:CH 4 +4CO 3 2- -8e - =5CO 2 +2H 2 O,O 2 +2CO 2 +4e - =2CO 3 2- ;CO 2 ;44.8.

1年前

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