Question

甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和液體燃料．工業(yè)上可利用CO或CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇．已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度（℃）
		500	800
①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2（g）?H2O （g）+CO（g）	K2	1.0	2.50
③3H2（g）+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O （g）	K3

（1）反應(yīng)②是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）某溫度下反應(yīng)①中H₂的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖1所示．則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K_（A）

 

K_（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）判斷反應(yīng)③△H

 

0；△S

 

0（填“＞”“=”或“＜”）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系，則K₃=

 

（用K₁、K₂表示）．在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測得某時(shí)刻H₂、CO₂、CH₃OH、H₂O的物質(zhì)的量分別為6mol、2mol、10mol、10mol，此時(shí)v_（正）

 

v_（逆） （填“＞”“=”或“＜”）
（4）甲醇燃料電池通常采用鉑電極，其工作原理如圖2所示，負(fù)極的電極反應(yīng)為：

 

．
（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸．通常狀況下，將0.2mol/L的醋酸與0.1mol/LBa（OH）₂溶液等體積混合，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?div id="ecw9y9r" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）分析圖表數(shù)據(jù)，反應(yīng)②平衡常數(shù)隨溫度升高增大，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨壓強(qiáng)變化分析；
（3）反應(yīng)③是氣體體積減小的反應(yīng)△S＜0，分析反應(yīng)特征可知平衡常數(shù)K₃=K₁×K₂，計(jì)算不同溫度下反應(yīng)③的平衡常數(shù)，結(jié)合溫度變化分析判斷反應(yīng)焓變△H＜0，依據(jù)反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③，所以平衡常數(shù)K₃=K₁×K₂；依據(jù)某時(shí)刻濃度商計(jì)算和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（4）甲醇燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，酸溶液中甲醇失電子生成二氧化碳；
（5）將0.2mol/L的醋酸與0.1mol/L Ba（OH）₂溶液等體積混合反應(yīng)生成醋酸鋇，醋酸根離子水解顯堿性．

解答： 解：（1）分析圖表數(shù)據(jù)，反應(yīng)②平衡常數(shù)隨溫度升高增大，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨壓強(qiáng)變化分析，圖象中平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，壓強(qiáng)改變，溫度不變，所以平衡常數(shù)不變，故答案為：=；
（3）反應(yīng)③3H₂（g）+CO₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）是氣體體積減小的反應(yīng)△S＜0，分析反應(yīng)特征可知平衡常數(shù)K₃=K₁×K₂，計(jì)算不同溫度下反應(yīng)③的平衡常數(shù)，500°C時(shí)，K₃=K₁×K₂=2.5×1.0=2.5，800°C時(shí)，K₃=K₁×K₂=2.5×0.15=0.375，結(jié)合溫度變化分析，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，平衡逆向進(jìn)行，所以判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，焓變△H＜0，依據(jù)反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③，所以平衡常數(shù)K₃=K₁×K₂；在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測得某時(shí)刻H₂、CO₂、CH₃OH、H₂O的物質(zhì)的量分別為6mol、2mol、10mol、10mol，Q=

5×5

33×1

=0.93＜K=2.5，反應(yīng)正向進(jìn)行，V正＞V逆；
故答案為：＜；＜；K₁?K₂；＞；
（4）甲醇燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，酸溶液中甲醇失電子生成二氧化碳，負(fù)極電極反應(yīng)為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，
故答案為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
（5）將0.2mol/L的醋酸與0.1mol/L Ba（OH）₂溶液等體積混合反應(yīng)生成醋酸鋇，醋酸根離子水解顯堿性，溶液中離子濃度大小為：c（CH₃COO^-）＞c（Ba²⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（CH₃COO^-）＞c（Ba²⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析判斷，平衡常數(shù)計(jì)算和影響條件的應(yīng)用，原電池反應(yīng)和電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較，題目綜合性較大．