Question

氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。

（1）已知：①=mol

②=mol?

③=mol

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式?????????????????????? 。

（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于下列反應：

①一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖a。則?????????? (填“<”、“>”或“="，下同)；A、B、C三點處對應平衡常數(shù)()的大小關系為?????????? ；

②100℃時，將1 mol 和2 mol 通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應，能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是???????????? (填序號)。

a．容器的壓強恒定

b．單位時間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 molH2

c．容器內(nèi)氣體密度恒定

d．

如果達到平衡時的轉(zhuǎn)化率為0．5，則100℃時該反應的平衡常數(shù)K=??????????? 。

（3）某實驗小組利用CO(g)、、KOH(aq)設計成如圖b所示的電池裝置，則該電池負極的電極反應式為???????????? 。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)? ?H=-442.8kJ?mol?1（2分）

（2）① >（1分）KA=KB>KC（1分）

②ad（1分）2.25（mol?L?1）2（2分）

（3）CO-2e?+4OH?=CO32?+2H2O（2分）

【解析】

試題分析：（1）首先寫出反應的化學方程式并注明狀態(tài)，然后根據(jù)蓋斯定律求?H，?H=1/2×?H1—1/2?H2+2×?H3=-442.8kJ?mol?1，進而得出熱化學方程式。

（2）①CH4與H2O的反應為吸熱反應，溫度升高，平衡向正反應方向移動，根據(jù)圖像可以看出T1時CH4的轉(zhuǎn)化率高，所以T1 > T2；A、B點溫度相同為T1，C點溫度為T2，溫度較低，所以平衡常數(shù)大小關系為：KA=KB>KC。

②CH4與H2O的反應為氣體系數(shù)變化，在恒容容器中進行的反應。a、若反應沒有平衡，壓強要發(fā)生變化，容器內(nèi)的壓強恒定，說明反應平衡，正確；b、消耗CH4與生成H2都是正反應方向，無法判斷反應是否平衡，錯誤；c、因為質(zhì)量守恒定律，氣體的質(zhì)量不變，容器體積不變，所以氣體密度為定值，無法判斷反應是否平衡，錯誤；d、正逆反應速率之比等于化學方程式的系數(shù)之比，說明正反應速率等于逆反應速率，反應達到平衡，正確；根據(jù)平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5，可求出CH4、H2O、CO、H2的平衡濃度分別為0.5mol?L?1、1.5mol?L?1，0.5mol?L?1、1.5mol?L?1，根據(jù)平衡常數(shù)表達式可求出平衡常數(shù)為：2.25（mol?L?1）2

（3）根據(jù)電池示意圖，CO在負極失電子，根據(jù)化合價變化配平可得電極方程式：CO-2e?+4OH?=CO32?+2H2O

考點：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡的判斷和移動、圖像的分析、化學平衡常數(shù)的計算、電極方程式的書寫。