c2(SO3)K=2，保持O2浓度不变，扩大容器体积，SO2、SO3浓度同等程度的减小，

c(SO2)c(O2)则Qc=K，平衡不移动。 【点睛】

(2)②需要注意，由于平衡常数只与CO2的浓度有关，因此平衡常数不变，CO2的浓度不变，因此达到新平衡时，CO2的浓度与原浓度相同，作图要注意。

9．水煤气变换[CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制

氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用

标注。

该历程中决速步骤的化学方程式为__（方程式两边若有相同物料不用约简）。水煤气变换反应的热化学方程式为__。

（2）t1℃时，密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，发生水煤气变换反应，容器中各物质浓度(单位：mol·L-1)变化如下表所示： 时间(min) 0 2 3 4 5 6 CO 0.200 0.138 c1 c1 0.116 0.096 H2O 0.300 0.238 c2 c2 0.216 0.266 CO2 0 0.062 c3 c3 0.084 0.104 H2 0 0.062 c3 c3 ①一定处于平衡状态的时间段为__。

②5～6min时间段内，平衡移动方向为__(填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数据判断，平衡移动的原因是__(填字母编号)。

a.增加了H2O(g)的量 b.增加氢气浓度 c.使用催化剂 d.降低温度 ③t2℃时(t2＞t1)，在相同条件下发生上述反应，达平衡时，CO浓度__c1(填“＞”“＜”或“=”)。

（3）已知反应Fe(s)+CO2(g)

FeO(s)+CO(g)的平衡常数随温度变化情况如图所示：

①该反应是__(填“吸热”或“放热”)反应。

②若T1时水煤气变换反应的平衡常数等于0.5，则T1时FeO(s)+H2(g)平衡常数为__。

（4）水煤气可做燃料电池的燃料。一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。电极A上H2参与的电极反应为__。假设催化炉产生的CO与H2物质的量之比为1︰2。电极A处产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为__。

Fe(s)+H2O(g)的

【答案】COOH75% 【解析】 【分析】 【详解】

+H+H2O=COOH+2H+OH CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

?H=-0.72NAeV/mol 3min～4min 向右移动 a ＞ 吸热 1 H2+CO32--2e-=H2O+CO2

(1)起始状态反应物的相对能量为0，最终状态生成物的相对能量为-0.72eV，反应物的能量高于生成物的能量，水煤气变换反应为放热反应，即ΔH小于0。该历程中两次能垒分别为1.59eV-(-0.32eV)=1.91eV，1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV，最大能垒(活化能)E正=2.02eV。该步骤的反应物的相对能量为-0.16eV的物质：COOH为相对能量为1.41eV的物质：COOHCOOH

+H

+H2O

=COOH

+2H

CO(g)+H2O(g)平衡状态；

②5min～6min时间段内，H2O的浓度增大，CO浓度减小，说明是增加了H2O的量，平衡正移，故答案为：向右移动；a；

③该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO转化率减小，则CO浓度＞c1,故答案为：＞；

+2H+OH

+OH

+H

+H2O

，生成物

，由此可得该步骤的化学方程式：

，水煤气变换反应的热化学方程式为

CO2(g)+H2(g) ?H=-0.72NAeV/mol。

(2)①从表格中数据分析，第3～4min时，体系中各物质的浓度不再变化，说明已经达到

(3)①升高温度化学平衡常数增大，说明Fe(s)+CO2(g)案为：吸热； ②T1时反应Fe(s)+CO2(g)

FeO(s)+CO(g)为吸热反应，故答

FeO(s)+CO(g)的平衡常数K=2，即c(CO)/c(CO2)=2，若T1时

水煤气变换反应的平衡常数等于0.5，即K=

c?CO2?c?H2?c?CO?c?H2O?＝0.5，所以平衡时

c?H2O?c?H2?＝1，所以T1时FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)的平衡常数K=

c?H2O?c?H2?＝1；

(4)A为负极，负极上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水，则电极A上前去参与的反应为：H2+CO32--2e-=H2O+CO2；假设催化炉产生的CO与H2物质的量分别为1mol、2mol，电极A处转移电子为6mol，产生的CO2为4mol，在阴极发生的电极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，当转移6mol电子时，参与循环反应的CO2为3mol，参与循环的利用率=

3mol?100%=75%。 4mol

10．钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。

（1）Mo可被发烟硝酸及氢氟酸氧化为MoO2F2和MoOF4(少量)，硝酸本身被还原为NO2，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。 （2）已知：2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) △H1； 2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) △H2； MoS2(s)+2 O2(g)=Mo(s)+2SO2(g) △H3

则△H3=_________（用含△H1、△H2的代数式表示）

（3）电氧化法提纯钼的原理：将辉钼矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中，用惰性电极电解，MoS2被氧化为MoO4和SO4

①辉钼矿应放入电解槽的_________(填“阴极区”或“阳极区”)。 ②阴极的电极反应式为___________________________。

（4）碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)

Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H，实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。

2-2-

①由图1可知，该反应△H______(填“>”或“<”)0，p1、p2、p3由大到小的顺序为_______________________。

②由图2可知，A点时H2的平衡转化率为____________。

③B点对应的平衡常数K=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)(MPa)2。

【答案】6:1 （△H2-△H1） 阳极区 2H+2e=H2↑(或2H2O+2e=H2↑+2OH) > p3>p2>p1 50% 0.01 【解析】 【分析】 【详解】

（1）在反应中N的化合价从+5→+4降低1价，Mo从0→+6升高6价，根据氧化还原反应中化合价升降总数相等，必有6个硝酸中N降低6×1=6价，同时有1个Mo升高1×6=6价，即6个硝酸和1个Mo同时反应，即氧化剂有6摩尔硝酸反应时，就有1摩尔还原剂钼反应，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1，故答案为6:1；

（2）根据盖斯定律2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)①；2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)②；MoS2(s)+2 O2(g)=Mo(s)+2SO2(g)③，（②式-①式）÷2=③式，所以△H3=（△H2-△H1），故答案为（△H2-△H1）；

（3）将辉钼矿（MoS2）放入装有食盐水的电解槽中，用惰性电极电解，MoS2被氧化为MoO42-和SO42-，所以辉钼矿应放入电解槽的阳极，故答案为阳极区；阴极区放电的阳离子为钠离子和氢离子，放电顺序氢离子在钠离子之前，阴极氢离子放电的电极反应为2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e=H2↑+2OH)，故答案为2H+2e=H2↑(或2H2O+2e=H2↑+2OH)； （4）①由图1相同压强下，温度升高，氢气转化率增大，则平衡正向移动，又因为温度升高平衡向吸热反应方向移动，所以该反应正向吸热，△H>0，故答案为>；根据反应方程式MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)

Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知该反应正向为气体体

积增大的方向，在相同温度下，压强越大氢气的转化率越小，由图1可知：在相同温度下p1下氢气的转化率最大，所以p1压强最小，p3下氢气的转化率最小，所以p3压强最大，所以p3>p2>p1，故答案为p3>p2>p1 ②由MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)

Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)，设A混合气体的

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