Question

【題目】已知C3H8的燃燒熱（△H）為-2219.9kJ/mol，且C3H8和H2O的汽化熱分別為18.8KJ/mol、44.0kJ/mol。(汽化熱是指在一定溫度下，1mol物質由液態變成氣態的過程中所吸收的熱量。)

(1)試計算8.8g以液化石油氣存在的C3H8在氧氣中完全燃燒生成水蒸氣時放出的熱量為____________。

(2)在體積可變的密閉容器中投入1molCO和2molH2,在不同條件下發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。實驗測得平衡時CH3OH的物質的量隨溫度、壓強変化如圖1所示。

①M點時,H2的轉化率為_________；壓強：p1________p2(填“＞”“＜”或“=’’)

②反應速率：N點v正(CO)_________M點v逆(CO) (填“＞”“＜”或“＝’’)

③若壓強為p1、在1L恒容密閉容器中進行上述反應(應始投料不變,在不同溫度下上述反應的平衡常數的對數(lgK)如圖2所示。則溫度為506K時，平衡常數K=________(保留三位小數)，B、C、D、E四點中能正確表示該反應的lgK與T的關系的點為________。

④某溫度下，在體積可變的密閉容器中發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，達到平衡時，測得CO、H2、CH3OH分別為lmol、lmol、lmol,容器的體積為3L，該溫度下，現往容器中繼續通入3molCO,此時v(正)________v(逆)(選填“＞”“＜”或“＝’’)，用數據說明理由___________________。

(3)以二甲醚(CH3OCH3)為燃料、氧氣為氧化劑、KOH溶液為電解質溶液，可制成燃料電池(電極材料為惰性材料)。

①若KOH溶液足量，則負極的電極反應式為____________。

②若電解質溶液中KOH的物質的量為0.2mol,當有0.1mol二甲醚參加反應時，電解質溶液中各種離子的物質的量濃度由大到小的順序是______________________。

Answer 1

【答案】 405.02kJ 25% > < 0.148L2·mol-2 BE = Qc=K=9，平衡不移動 CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)

【解析】（1）根據C3H8的燃燒熱可得反應的熱化學方程式為C3H8(l)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2219.9kJ/mol,且C3H8與H2O的汽化熱分別為18.8kJ/mol和44kJ/mol,根據反應的方程式可知氣體C3H8發生反應時,生成氣態H2O時放出的熱量為-2219.9kJ/mol+18.8kJ/mol+4×44kJ/mol=-2025.1kJ/mol,8.8g液化石油氣中含C3H8的物質的量為0.2mol,則釋放的熱量為0.2mol×2025.1kJ/mol=405.02kJ；正確答案：405.02kJ。

(2) ①M點時，生成的CH3OH為0.25 mol，消耗H2的物質的量為0.25mol×2=0.50 mol，則H2的轉化率α(H2)=0.5/2×100%=25%；此反應的正反應是氣體分子數減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動。由題圖1知，在相同溫度下p2到p1，CH3OH的物質的量增大，說明平衡向正反應方向移動，即p1>p2；正確答案：25%；>。

②M、N點對應的溫度相同，但M點對應的壓強較大，反應速率較大；N點v正(CO)<M點v逆(CO)；正確答案：<。

③506 K時，　　 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始(mol·L-1) 1 2 0

轉化(mol·L-1) 0.25 0.50 0.25

平衡(mol·L-1) 0.75 1.50 0.25

K==L2·mol-2≈0.148 L2·mol-2。K越大，lgK越大，該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡常數K減小，所以，B、E點符合題意；正確答案：0.148L2·mol-2 ；BE。

④達到平衡時，測得CO、H2、CH3OH分別為lmol、lmol、lmol，容器的體積為3L，則三種物質的濃度為c(CO)=c(H2)=c(CH3OH)=1/3mol/L, K=1/3/(1/3)2×1/3=9；該溫度下，現往容器中繼續通入3molCO，根據體積比和物質的量成正比可知，6mol混合氣體的體積為6L，所以三種物質的濃度分別為c(CO)=4/6 mol/L=2/3 mol/L, c(H2)=1/6 mol/L, c(CH3OH)= 1/6 mol/L,該反應的濃度商Qc=1/6/(1/6)2×2/3=9=K,平衡不移動，此時v(正)=v(逆)；正確答案：= ；Qc=K=9，平衡不移動。

(3)①二甲醚(CH3OCH3)為燃料電池，二甲醚做負極，失電子發生氧化反應，生成二氧化碳，在KOH溶液足量的情況下，最終生成碳酸鈉溶液，則負極的電極反應式為: CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O；正確答案：CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O。

②根據碳原子守恒規律，當有0.1mol二甲醚參加反應時，生成CO2為0.2mol，0.2molCO2與0.2mol的KOH恰好完全反應生成碳酸氫鉀溶液，水解過程大于電離過程，溶液顯堿性，因此溶液中各種離子的物質的量濃度由大到小的順序是：c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)；正確答案：c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)。