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）+H2O（g）═CO （g）+H2 （g）△H=+

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）+H2O（g）═CO （g）+H2 （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t0时刻达到平衡（如图），若在t1时刻改变某一条件，请在下图中继续画出t1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（H2O）/mol?L-1 c（CO）/mol?L-1 c（H2）/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H2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（H₂）=

K?c(H2O)

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：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，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：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，
故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O．