Question

水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C （s）+H 2 O（g）═CO （g）+H 2 （g）

水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C （s）+H 2 O（g）═CO （g）+H 2 （g）△H=+131.3kJ?mol -1 （1）该反应的平衡常数K随温度的升高而______（增大/减小/不变）．（2）上述反应达到平衡后，将体系中的C（s）全部移走，平衡______（向左移/向右移/不移动）．（3）上述反应在t 0 时刻达到平衡（如图），若在t 1 时刻改变某一条件，请在下图中继续画出t 1 时刻之后正反应速率（ν 正 ）随时间的变化：①缩小容器体积（用实线表示）②降低温度（用虚线表示）（4）一定温度下，三个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中相应的空格． 容器编号 c（H 2 O）/mol?L -1 c（CO）/mol?L -1 c（H 2 ）/mol?L -1 ν 正 、ν 逆 比较 I 0.06 0.60 0.10 ν 正 =ν 逆 Ⅱ 0.12 0.20 ______ ν 正 =ν 逆 Ⅲ 0.10 0.20 0.40 ν 正 ______ν 逆 （5）CO和H 2 可合成甲醇．直接甲醇燃料电池（DMFC）由甲醇负极、氧正极和质子交换膜构成．在催化剂作用下甲醇被氧化为水和二氧化碳．甲醇用完后，只要补充甲醇就可以继续使用．因此，DMFC用作笔记本电脑、汽车等的能量来源时，它能够实现污染物的“零排放”． DMFC的正极电极反应式为______，DMFC的总反应式为______．

Answer 1

（1）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大； 故答案为：增大； （2）将C全部移走，由于是可逆反应，还会生成碳，生成的碳不能完全反应，故平衡向左移动， 故答案为：向左移； （3）①缩小容器体积，压强增大，瞬间正反应速率加快，平衡向逆反应移动，正反应速率增大到新平衡；②降低温度，瞬间正反应速率减慢，平衡逆反应移动，正反应速率增大到新平衡，故图象为： 故答案为： ； （4）由Ⅰ可知，平衡常数k= 0.1×0.6 0.06 =1，Ⅱ中处于平衡状态，根据平衡常数可知Ⅱ中c（H 2 ）= K?c( H 2 O) c(CO) = 1×0.12 0.2 =0.6， Ⅲ中此时的浓度商Qc= 0.4×0.2 0.1 =0.8＜1，故反应向正反应方向进行，故ν 正 ＞ν 逆 ， 故答案为：0.06；＞； （5）原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，采用质子交换膜，故负极产生的氢离子移向正极，故氧气在正极放电生成水，电极反应式为：O 2 +4H + +4e - =2H 2 O，该原电池的实质是甲醇燃烧产生二氧化碳与水，故总反应式为：2CH 3 OH+3O 2 =2CO 2 +4H 2 O， 故答案为：O 2 +4H + +4e - =2H 2 O；2CH 3 OH+3O 2 =2CO 2 +4H 2 O．