Question

（2008?南京一模）化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用．
（1）蘊藏在海底的“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水．放出的熱量為

1780.6kJ

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

O₂+4e^-=2O^2-

，電池工作時，固體電解質里的O^2-向

負

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

時間/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時的數據是保持溫度和體積不變時，改變某一條件后測得的．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℃時該化學反應的平衡常數是

0.5

．
②已知420℃時，該化學反應的平衡常數為9．如果反應開始時，CO和H₂O（g）的濃度都是0.01mol/L，則CO在此條件下的轉化率為

75%

．
③397℃時該反應的平衡常數為12，請判斷該反應的△H

＜

0（填“＞”、“=”、“＜”）．

Answer 1

分析：（1）根據熱化學方程式的計算反應熱；
（2）根據原電池原理，正極O₂得到電子生成負極O^2-；電池中陰離子向負極移動；
（3）根據平衡常數的計算公式即可，根據溫度對化學平衡的影響分析反應的反應熱．

解答：解：（1）365g中甲烷的物質的量為

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）根據原電池原理，正極O₂得到電子生成負極O^2-為O₂+4e^-=2O^2-，電池中陰離子向負極移動，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；負；
（3）①溫度和體積不變時，第4～5min之間，平衡向逆反應方向移動，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時達到平衡，T℃時該化學反應的平衡常數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，設參加反應的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，則在此條件下的轉化率為

0.0075mol/L

0.01mol/L

×100%=75%，故答案為：75%；
③397℃時該反應的平衡常數為12，降低溫度平衡向正反應方向移動，則正反應為放熱反應＜0，故答案物：＜．

點評：本題考查反應熱的計算，電極方程式的書寫以及化學平衡常數的計算與應用等，要能根據題目所給信息解題，善于發掘題目信息．