Question

已知CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）反应的平衡常数和温度的关系如下： 温度/℃ 700 800 83

已知CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）反应的平衡常数和温度的关系如下： 温度/℃ 700 800 830 1000 1200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4回答下列问题：（1）该反应的△H______0（填“＜”“＞”“=”）；（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O，反应初始6s内CO的平均反应速率v（CO）=0.003mol?L-1?s-1，则6S末CO2的物质的量浓度为______；反应经一段时间后，达到平衡后CO的转化率为______；（3）判断该反应是否达到平衡的依据为______（填正确选项前的字母）；a．压强不随时间改变 b．气体的密度不随时间改变c．c（CO）不随时间改变 d．单位时间里生成CO和H2的物质的量相等（4）已知1000℃时，要使CO的转化率超过90%，则起始物c（H2O）：c（CO）应不低于______；（5）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K2CO3为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式______；（6）已知CO可用于制备很多物质：2CO（g）+SO2（g）═S（g）+2CO2（g）△H=+8.0kJ?mol-12H2（g）+SO2（g）═S（g）+2H2O（g）△H=+90.4kJ?mol-12CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-556.0kJ?mol-12H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1请写出S（g）与O2（g）反应生成SO2（g）热化学方程式______．

Answer 1

（1）由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；
（2）反应初始6s内A的平均反应速率v（CO）=0.003mol?L^-1?s^-1，则6s内c（CO2）=△c（CO）=0.003mol?L^-1?s^-1×6s=0.018mol/L，CO的起始浓度为

0.2mol

5L

=0.04mol/L，
设平衡时A的浓度变化量为x，则：
               CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol/L）：0.04    0.16      0       0
变化（mol/L）：x        x        x       x
平衡（mol/L）：0.04-x   0.16-x   x       x
故

x×x

(0.04?x)(0.16?x)

=1，解得x=0.032mol/L，
所以平衡时A的转化率为

0.032

0.04

×100%=80%，
故答案为：0.018mol/L；80%；
（3）a．该反应前后气体的物质的量不变，压强始终不变，故压强不随时间改变，不能说明到达平衡，故a错误，
 b．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度始终不变，故气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡，故b错误，
c．可逆反应到达平衡时，各组分的浓度不发生变化，故c（CO）不随时间改变，说明到达平衡，故c正确，
d．单位时间里生成CO和H₂的物质的量相等，正反应速率等于逆反应速率，说明到达平衡，故d正确，
故答案为：cd；
（4）设CO、H₂O的起始浓度分别为x、y，且CO的转化率为90%，则：
                    CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始浓度（mol?L^-1）   x       y　　　  0　　　0
转化浓度（mol?L^-1）  0.9x 　　0.9x    0.9x　 0.9x
平衡浓度（mol?L^-1）  0.1x　  y-0.9x　 0.9x　  0.9x
K=

0.9x?0.9x

(0.1x()(y?0.9x))

=0.6，得：

y

x

=14.4，
故答案为：14.4．
（5）该电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2- （或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-），
故答案为：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
（6）根据盖斯定律：S（g）+O₂（g）=SO₂（g）可由已知反应（③+④-①-②）/2得到，则S（g）与O₂（g）反应生成SO₂（g）热化学方程式为：S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-574.0kJmol^-1，故答案为：S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-574.0kJmol^-1．