(16分)碳及其化合物有广泛的用途。（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施

Question

(16分)碳及其化合物有广泛的用途。

（1） 将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为

C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol^－1，

以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是________。(填序号)

A．升高温度   B．增加碳的用量     C．加入催化剂    D．用CO吸收剂除去CO

（2） 已知：C(s)＋CO₂(g) 2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol^－1，则CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)的焓变ΔH＝________。

（3） CO与H₂在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H₂(g) =CH₃OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为_______________。

若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH₃OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl₂全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。

（4） 将一定量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：

CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)。得到如下数据：

温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所 需时间/min
H2O	CO	H2	CO
900	1.0	2.0	0.4	1.6	3.0

通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)________________________。

（5） 工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如图甲所示。

请回答下列问题：①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为____________________。

②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

 

 

Answer 1

（1）A、D（2分）; （2）－41.2 kJ/mol（2分）；

（3）CH₃OH(g)＋H₂O－6e^－===CO₂＋6H^＋　(3分)，14

（4）　（2分）

3CO₂＋5OH^－===2CO₃^2—＋HCO₃^—＋2H₂O（3分）

（5）① 使用催化剂（2分）②（2分）