Question

甲醇汽油是由10％一25％的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，可達(dá)到國標(biāo)汽油的性能和指標(biāo)。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。

Ⅰ、工業(yè)上合成甲醇一般采用下列反應(yīng)：CO（g）+2 H₂（g） CH₃ OH（g） △H=a kJ/mol，

下表是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）：

溫度/0C	250	310	350
K	2.041	0.250	0.012

 

（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△H  a        0（填“>”、“=”或“<”）。

（2）某溫度下，將2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得c(CO)=0.5 mol·L^－1，則此時的溫度為           ⁰C。

（3）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度如下表：

濃度mol/L  時間/min	c(CO)	c(H2)	c(CH3OH)
0	0.8	1.6	0
2	0.6	1.2	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

 

①反應(yīng)從2 min到4 min之間，H₂的反應(yīng)速率為         。

②反應(yīng)達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為              。

③反應(yīng)在第2 min時改變了反應(yīng)條件，改變的條件可能是         （填序號）。

A．使用催化劑    B．降低溫度    C．增加H₂的濃度

（4）向容積相同、溫度分別為T₁和T₂的兩個密閉容器中均充入1 molCO和2 mol H₂，發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2 H₂（g）   CH₃ OH（g）△H=a kJ/mol。恒溫恒容下反應(yīng)相同時間后，分別測得體系中CO的百分含量分別為w₁和w₂；已知T₁<T₂，則

w₁       w₂（填序號）。

A．大于     B．小于     C．等于     D．以上都有可能

Ⅱ、甲醇在化學(xué)電源方面也有著重要應(yīng)用。寫出以甲醇為燃料，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液的原電池中負(fù)極的電極反應(yīng)式：                                              。

 

Answer 1

【答案】

 

Ⅰ（1）<（2分）

（2）310（2分）

（3）①0.3mol/(L·min)（2分，單位寫錯不得分）   ②62.5%（2分，寫小數(shù)也得分）     ③A  （2分）

（4）D（2分）

Ⅱ、2 CH₃OH—12 e^－ +16 OH^－＝2CO₃^2－ + 12 H₂O（2分，若“=”寫成“→”不扣分，“e^－”寫成“e”扣1分，其它錯誤不得分）

【解析】

試題分析：(1)溫度升高，K值減小，平衡向左移動，負(fù)反應(yīng)吸熱，故正反應(yīng)放熱。

（2）反應(yīng)結(jié)束后，由CO濃度只CO物質(zhì)的量為1mol。故CO反應(yīng)量為1mol，剩余CO為1mol，即0.5mol/L,依次推出，H2反應(yīng)了2mol，剩余H₂為4mol，即2mol/L,生成甲醇1mol,即0.5mol/L,此時，反應(yīng)平衡，K值為0.5/(0.5*2*2)=0.25，為310℃的平衡常數(shù)。

（3）①H₂物質(zhì)的量從1.2mol/L,反應(yīng)成為0.6mol/L,時間經(jīng)過2分鐘，故反應(yīng)速率為0.3mol/(L*min)

②容積固定，由0.8mol/L,轉(zhuǎn)化到0.3mol/L,轉(zhuǎn)化量為0.5mol/L,轉(zhuǎn)化率為0.5/0.8=0.625

③2~4min內(nèi)的反應(yīng)速率大于0~2min 內(nèi)的反應(yīng)速率。故排除B，對比CO濃度的變化，排除C。

（4）本題關(guān)鍵是時間。如果時間很短，未充分反應(yīng)，那么溫度高的反應(yīng)快，CO量少。但如果充分反應(yīng)后，溫度高的，因為平衡向左移動，CO量較多。故都有可能。

（5）其實是甲醇的燃燒反應(yīng)與二氧化碳被氫氧化鈉吸收的和反應(yīng)。負(fù)極失去電子，C由負(fù)二價變?yōu)檎�四價，失去6 個電子，已知右邊生成CO₃^2-，由電荷守恒，左邊OH^-，應(yīng)為8個，水自然補平。但6不是4（O₂吸收電子數(shù)）的整數(shù)倍，故，整體乘2.

考點：考查反應(yīng)熱和化學(xué)反應(yīng)速率。