Question

CO是水煤气的主要成份之一，是一种无色剧毒气体，根据信息完成下列各题

Ⅰ、已知下列热化学方程式

2C(s) + O₂(g) = 2CO(g)   △H = -221kJ/mol

C(s) + O₂(g) = CO₂(g)    △H = -393kJ/mol

24g单质碳在不足量的O₂中燃烧时，生成等物质的量的CO和CO₂气体，则和24ｇ单质碳完全燃烧生成CO₂相比较，损失热量_________kJ

Ⅱ、850℃时，在10L体积不变的容器中投入2molCO和3molH₂O，发生如下反应：

CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)，当CO的转化率达60%时，反应达平衡

（1）850℃时，该反应的平衡常数为_________

（2）该条件下，将CO和H₂O都改为投入2mol，达平衡时，H₂的浓度为_________mol/L，下列情况能说明该反应一定达平衡的是_________

A．V_正(CO) = V_逆(CO₂)

B．气体的密度不再随时间改变

C．CO的体积分数不再随时间改变

D．气体的平均摩尔质量不再随时间改变

Ⅲ、为防止CO使人中毒，一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇——氧化钠，其中O^2-可以在固体ZASICON中自由移动，则：

（1）该原电池中通入CO的电极为_________极，该电极的电极反应式为___________________

（2）通空气一极的电极反应式为____________________________________

Answer

（每空2分，共14分）

Ⅰ 282.5

Ⅱ（1）1（2）0.1、AC

Ⅲ（1）负、CO – 2e- + O2- = CO2 （2）O2 + 4e- = 2O2-

【解析】

试题分析：Ⅰ.24gC为2mol，根据方程式得知，碳在不足量的O2中燃烧时，生成等物质的量的CO和CO2气体时经过计算，△H=－503.51kJ/mol，24gC完全燃烧放出热量为786KJ，故损失热量为285.5KJ；

Ⅱ.（1）当CO的转化率达60%时，反应掉CO 1.2mol，剩余0.8mol

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)

初始 2mol 3mol 0 0

转化 1.2mol 1.2mol 1.2mol 1.2mol

平衡 0.8mol 1.8mol 1.2mol 1.2mol

容器体积为10L，K==1；

（2）CO和H2O都改为投入2mol，设转化的CO为x mol，则有

CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)

初始 2 2 0 0

转化 x x x x

平衡 2-x 2-x x x

=1 x=1 ，容器的体积为10L，故H2的浓度为0.1mol/L。

判断是否达到平衡状态，由于本反应前后气体体积不变，故根据质量守恒定律，反应前后质量不变，且物质的量也不变，故气体的平均摩尔质量也不变，气体密度不受影响，故B、D错误。V正(CO) = V逆(CO2)，说明达到平衡状态，故A正确；CO的体积分数不再随时间改变，说明达到平衡状态，C正确。

Ⅲ.该电池总反应是CO + O2 = CO2 ，CO做负极，负极失电子：CO – 2e- + O2- = CO2 正极O2得电子，电极方程式为：O2 + 4e- = 2O2-。

考点：考查化学与能量及化学平衡的相关知识点