(16分)甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來(lái)合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析。
(1)下列各項(xiàng)中,不能夠說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是__________(填序號(hào))。
A. 恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
B. 一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C. 一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
D. 一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗2 mol CO,同時(shí)生成1 mol CH3OH
(2) 右圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線。
① 該反應(yīng)的焓變?chǔ)__________0(填“>”、“<”或“=”)。
② T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_______K2
(填 “>”、“<”或“=”)。
③ 若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
______________。
A. 升高溫度 B. 將CH3OH(g)從體系中分離
C. 使用合適的催化劑
D. 充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,甲醇燃料電池的工作原理如右圖所示。
①請(qǐng)寫出c口通入的物質(zhì)發(fā)生的相應(yīng)電極反應(yīng)式_________ 。
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)0.2 mol甲醇完全反應(yīng)生成CO2 時(shí),有___________NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移。
(4)利用右裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。
若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開關(guān)K應(yīng)該置于 處。
若X為鋅,開光K置于 處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為 。
(1)D(2分)
(2) ① <(2分) ② >(2分) ③ B(2分)
(3)①O2+4e-+4H+=2H2O(2分); ② 1.2(2分)
(4)N(1分); M(1分)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(或:犧牲陽(yáng)極保護(hù)法)(2分)
解析試題分析:(1)判斷反應(yīng)到達(dá)平衡的條件是:反應(yīng)物和生成物均在同一反應(yīng)體系中,反應(yīng)條件保持不變;質(zhì)量(濃度)保持不變,V順=V逆。
(2)①先拐先到達(dá)平衡,說明T2>T1,隨著溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率下降,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,故該反應(yīng)放熱反應(yīng),ΔH<0。
②因?yàn)棣<0且T1<T2,所以T1溫度下CO的轉(zhuǎn)化率要大于T2的,故K1>K2.
③定容情況下,各因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,因?yàn)榉艧岱磻?yīng),故升溫反而降低了甲醇的產(chǎn)率;使用催化劑,只能改變反應(yīng)效率,不能改變反應(yīng)限度;充入He,使體系總壓強(qiáng)增大,因?yàn)轶w積不變,故此做法對(duì)反應(yīng)移動(dòng)沒影響。
(3)①H+往右邊移動(dòng),說明右邊為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),有因?yàn)樯闪怂,故c口通入的物質(zhì)為O2,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O。
(4)若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,該裝置應(yīng)該為電解池,故開關(guān)K應(yīng)置于N初;若X為鋅,該裝置為原電池,故開關(guān)K應(yīng)置于M處。
考點(diǎn):可逆反應(yīng)、原電池和電解池。
點(diǎn)評(píng):此題考核了學(xué)生對(duì)可逆反應(yīng)的影響因素的掌握理解和原電池、電解池的工作原理。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
c(CH3OH) |
c(CO)?c2H(2) |
c(CH3OH) |
c(CO)?c2H(2) |
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溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
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K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
c(CH3OH) |
c(CO)c2(H2) |
c(CH3OH) |
c(CO)c2(H2) |
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