Question

下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

(1)已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为：

它所对应反应的化学方程式为_______。
已知在一定温度下,在同一平衡体系中各反应及平衡常数如下：

则K₁、K₂、K₃之间的关系为_______。
(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：， 该反应平衡常数随温度的变化如下：

该反应的逆反应方向是_______反应(填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时CO的转化率为_______。
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，可通过CO和H₂化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为：
下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______；
A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.
C. 容器中气体的压强保持不变
D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H₂
(4)甲醇-空气燃料电池（DMFC)是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如下图所示，该燃料电池的电池反应式为，则负极的电极反应式为_______。

(5) CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其。 CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀。现将CaCl₂溶液与的Na₂CO₃溶液等体积混合，则生成沉淀时原CaCl₂溶液的最小浓度为_______。

Answer 1

（11分）（1）C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g）（1分）； K₃=K₁?K₂（1分）；
（2）吸热（2分）；  75% （2分） ； （3）A、C（2分）；
（4）CH₃OH-6e^- +H₂O=CO₂+6H⁺ （1分）。
（5）5．6×10^—5mo1/L （2分）

试题分析：(1)由平衡常数表达式分析得，所对应反应的化学方程式为C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g）。在同一平衡体系中，由化学方程式分析得，K₃=K₁?K₂。
(2)由表中信息得，温度越大平衡常数越小，说明反应物的浓度逐渐增大，故反应为吸热反应。由化学方程式计算得反应达到平衡时CO的转化率为75%
(3)B项：正、逆反应速率之比不与化学计量数之比相等，故错；
D项：同为逆反应速率，故错。
故选AC。
(4)由化学方程式得，CH₃OH是负极，故负极的电极反应式为CH₃OH-6e^- +H₂O=CO₂+6H⁺。
(5)由反应的化学方程式和计算得，生成沉淀时原CaCl₂溶液的最小浓度为5．6×10^—5mo1/L。
点评：本题考查的是煤的综合利用、化学平衡、燃料电池和溶解平衡的综合知识，题目难度大，考查学生对基础知识的掌握程度和分析问题、解决问题的能力。