Question

（2011?晉中三模）請回答下列問題：
（1）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-△H 2

2

．（用含△H₁、△H₂的代數式表示）
②CO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．

a．該反應的△H₃

＜

0（選填“＜”、“＞”或“=”，下同），K₁

＞

K₂．
b．將容器d中的平衡狀態轉變到容器c中的平衡狀態，可采取的措施有

升溫、減壓

．
（2）某燃料電池以熔融態K₂CO₃為電解質，一極通入CO，另一極通入空氣和CO₂的混合氣體．已知該燃料電池正極反應為2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；則其負極的電極反應式為

CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂

．
（3）圖3為某溫度下，Fe（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變溶液的pH，金屬陽離子濃度變化情況．據圖分析：

該溫度下，溶度積常數的關系為：Ksp[Fe（OH）₃]

＜

Ksp[Mg（OH）₂]
（填：＞、=、＜）；如果在新生成的Mg（OH）₂濁液中滴入足量的Fe³⁺，振蕩后，白色沉淀會全部轉化為紅褐色沉淀，原因是

由于Ksp[Fe（OH）₃]＜Ksp[Mg（OH）₂]，濁液中存在溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，當加入Fe³⁺后與OH^-生成更難溶解的Fe（OH）₃，使平衡繼續向右移動，最后Mg（OH）₂全部溶解轉化為紅棕色的Fe（OH）₃．

．

Answer 1

分析：（1）①利用蓋斯定律來解答；
②a．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；
b．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；
（2）根據電池反應式=正極反應式+負極反應式，寫出負極反應式；
（3）根據圖象找出可用來比較Fe（OH）₃與Mg（OH）₂溶度積常數點，根據溶度積常數的公式計算；
（4）根據Ksp[Fe（OH）₃]＜Ksp[Mg（OH）₂]，利用平衡移動原理來解釋．

解答：解：（1）①2C（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-△H 2

2

，故答案為：

△H1-△H 2

2

；
 ②a．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，故答案為：＜；
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：＞；
b．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、減壓；
（2）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，
（3）由b、c兩點得：K_SP[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?（OH^-）³=c（Fe³⁺）?（10^-12.7）³，而K_SP[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）?（OH^-）²=c（Mg²⁺）?（10^-9.6）²，因c（Fe³⁺）=c（Mg²⁺），所以K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，故答案為：＜；濁液中存在溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，當加入Fe³⁺后與OH^-生成更難溶解的Fe（OH）₃，使平衡繼續向右移動，最后Mg（OH）₂全部溶解轉化為紅棕色的Fe（OH）₃．

點評：本題主要考查了熱化學方程式、化學平衡移動等知識，難度不大，要能夠從圖中提取信息．