Question

（2011?湖南二模）（1）已知可逆反應：M（g）+N（g）P（g）+Q（g）；△H＞0，請回答下列問題：
①在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為

25%

．此反應的化學平衡常數K=

0.5

．
②若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；達到平衡后，c（P）=2mol?L^-1’a=

6

mol?L^-1．
（2）隨著科學技術的進步，人們研制出了多種類型的甲醇質子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求．
①有一類甲醇質子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉化為氫氣，兩種反應原理是：
A．CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+49.0kJ/mol
B．CH₃OH（g）+3/O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-676.7kJ/mol
由上述方程式可知，CH₃OH的燃燒熱

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）676.7kJ/mol．已知水的氣化熱為44kJ/mol則氫氣燃燒的熱化學方程式為

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol

②圖是某筆記本電腦用甲醇質子交換膜燃料電池的結構示意圖．甲醇在催化劑作用下提供質子和電子，電子經外電路、質子經內電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為：2CH₃OH（g）+3O₂═2CO₂+4H₂O．則c電極是

負極

（填“正極”或“負極”），c電極上發生的電極反應是

CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①根據方程式利用三段式法計算轉化率，根據K=

c(P)?c(Q)

c(M)?c(N)

計算平衡常數；
②利用三段式法結合溫度不變平衡常數不變來計算；
（2）①利用蓋斯定律計算反應熱；
②原電池中電子從負極經外電路流向正極，負極發生氧化反應．

解答：解：（1）①由方程式可知，M轉化的物質的量濃度為1mol/L×60%=0.6mol/L，
           M（g）+N（g）P（g）+Q（g）
起始：1mol/L   2.4mol/L       0     0
轉化：0.6mol/L  0.6mol/L   0.6mol/L  0.6mol/L
平衡：0.4mol/L   1.8mol/L   0.6mol/L  0.6mol/L
則N反應的量是0.6 mol/L，所以N的轉化率為

0.6mol/L

2.4mol/L

×100%=25%，
K=

c(P)?c(Q)

c(M)?c(N)

=

0.6mol/L×0.6mol/L

0.4mol/L×1.8mol/L

=0.5，
故答案為：25%；0.5；
②M（g）+N（g）P（g）+Q（g）
起始Ⅰ：1      2.4           0      0  
平衡Ⅰ：0.4      1.8         0.6    0.6
起始Ⅱ：4         a           0      0
平衡Ⅱ：2         a-2         2      2
平衡Ⅰ和平衡Ⅱ溫度相同，則K值相同，
則

2×2

2×(a-2)

=

0.6×0.6

0.4×1.8

，
解之得：a=6
故答案為：6；
（2）①氣態水液化為液態水要放熱，根據燃燒熱概念可知，生成穩定的氧化物應為液態水，所以CH₃OH的燃燒熱大于676.7kJ/mol，
已知：①CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-676.7kJ/mol
③H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44kJ/mol
利用蓋斯定律，將

②-①

3

-③可得：
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol，
故答案為：大于；H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.9kJ/mol；
②原電池中電子從負極經外電路流向正極，根據電子轉移的方向可知c為負極，負極發生氧化反應，電極反應式為
CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案為：負極；CH₃OH-6e^-=CO₂+6H⁺．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學平衡的計算，化學反應與能量以及原電池知識，題目難度較大，注意平衡常數的計算和應用，把握蓋斯定律的運用．