水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的炭制得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g

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  • 解题思路:(1)利用平衡常数计算,Ⅰ反应v=v,则达平衡状态,K=

    0.1×0.6

    0.06]=1,计算出反应的浓度幂之积,与平衡常数比较,然后进行判断;

    (2)利用三段式法计算,固体对反应速率和化学平衡都没有影响,加入碳粉,水蒸气的转化率不变;

    (3)Cu2O能被CO还原生成CO2和Cu,该反应为可逆反应;

    (4)通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为2CO-4e-+2CO32-=4CO2,通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,

    电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-

    (1)利用平衡常数计算,Ⅰ反应v=v,则达平衡状态,K=[0.1×0.6/0.06]=1,反应Ⅱ中[0.5×0.4/0,06]>1,则反应未达到平衡,平衡向逆反应方向移动,则v<v

    反应Ⅳv=v,说明反应达平衡状态,则有

    0.3×c(H2)

    0.12= 1,c(H2)=0.4/mol•L-1,故答案为:①v<v; ②0.40;

    (2)设平衡时转化水蒸气为xmol,

    C(s)+H2O(g)

    CO(g)+H2(g)

    起始:1.0mol 0 0

    转化:x x x

    平衡:(1-x) x x

    [1−x+x+x/1=1.25,x=0.25(mol),平衡时水蒸气的转化率为

    0.25

    1×100%=25%,

    固体对反应速率和化学平衡都没有影响,加入碳粉,水蒸气的转化率不变,故答案为:25%;不变;

    (3)Cu2O能被CO还原生成CO2和Cu,该反应为可逆反应,反应体系中通入少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,反应为Cu2O+CO

    2Cu+CO2

    故答案为:Cu2O+CO

    2Cu+CO2

    (4)通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为2CO-4e-+2CO32-=4CO2,通入空气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,

    电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-,故答案为:2CO-4e-+2CO32-=4CO2; O2+4e-+2CO2=2CO32-

    点评:

    本题考点: 化学平衡的计算;电极反应和电池反应方程式;化学平衡的影响因素.

    考点点评: 本题考查化学平衡计算,以及电化学知识,题目难度中等,本题注意平衡常数的利用.

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