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试运用所学知识，解决下列问题：（1）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

试运用所学知识，解决下列问题：（1）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，会发生如下反应：CO（g）+H 2 O（g） H 2 （g）+CO 2 （g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：温度/°C 400 500 800 平衡常数K 9.94 9 1 若在500℃时进行，设起始时CO和H 2 O的起始浓度均为0.020mol?L -1 ，在该条件下，CO的平衡转化率为______．（2）在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽真空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：时间/s 0 20 40 60 80 n（NO 2 ）/mol 0.40 n 1 0.26 n 3 n 4 n（N 2 O 4 ）/mol 0.00 0.05 n 2 0.08 0.08 ①n 3 ______n 4 （填“＞”或“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为______；②若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是______mol?L -1 ，假设在80s时达到平衡，请在右图中画出并标明该条件下此反应中N 2 O 4 和NO 2 的浓度随时间变化的曲线．（3）以甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的正极反应式______．

2026年09月24日 08:23

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网友（1）：

（1）对于反应 CO（g）+H₂ O（g）

H₂ （g）+CO₂ （g），
开始（mol/L）：0.02     0.02                    0     0
变化（mol/L）：c        c                       c     c
平衡（mol/L）：0.02-c     0.02-c               c     c
所以

c×c

(0.02-c)×(0.02-c)

=9，解得c=0.015
所以CO的转化率为

0.015mol/L

0.02mol/L

×100%=75%．
故答案为：75%．
（2）①由表可知，60s时反应达到化学平衡状态，二氧化氮的物质的量不再变化，所以n₃ =n₄ ，
根据反应方程式计算：
2NO₂

N₂ O₄
初始：0.4mol     0
转化：0.16mol     0.08mol
平衡：0.24mol     0.08mol
则平衡时的浓度分别为：c（N₂ O₄ ）=0.04mol/L，c（NO₂ ）=0.12mol/L，
所以该温度下该反应平衡常数k=

0.04

0.12 2

=2.8
故答案为：=； 2.8
②根据反应 2NO₂

N₂ O₄ 可知，0.4molNO₂ 与0.2molN₂ O₄ 相当，若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是

0.2mol

=0.1mol/L．
根据反应 2NO₂

N₂ O₄ 可知，NO₂ 的浓度随时间变化为N₂ O₄ 的浓度变化2倍．从放入N₂ O₄ 到平衡时需要80s，初始加入的N₂ O₄ 的物质的量浓度为0.1mol/L，平衡时N₂ O₄ 的物质的量浓度为0.04mol/L，NO₂ 的物质的量浓度为2×（0.1mol/L-0.04mol/L）=0.12mol/L，图象可取起点、20s、80s等几个点用平滑曲线来连接．
故答案为：

（3）甲醇为原料的燃料电池中，燃料甲醇为负极，发生失电子的氧化反应，氧气是正极，发生得电子得还原反应，氢氧化钠为电解质，在碱性环境下，氧气的放电情况为：O₂ +2H₂ O+4e^- =4OH^- ．
故答案为：O₂ +2H₂ O+4e^- =4OH^- ．