Question

【題目】目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），圖1表示該反應(yīng)過(guò)程中能量（單位為kJ·mol—1）的變化。

（1）該反應(yīng)為 熱反應(yīng)，原因是 。

（2）下列能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 （填序號(hào)）

A．v（H2）=3v（CO2）

B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

C．v逆（CO2）=v正（CH3OH）

D．容器內(nèi)氣體密度保持不變

（3）在體積為1 L的密閉容器中，充入1 molCO2和3 molH2，測(cè)得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H2）= 。 達(dá)平衡時(shí)容器內(nèi)平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)之比 。

（4）甲醇、氧氣在酸性條件下可構(gòu)成燃料電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

【答案】（1）放熱（1分）; 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量（1分）

（2）BC（2分,答對(duì)1個(gè)只給1分）

（3）0.225mol/（L.min） （2分）; 5:8 （或0.625）（2分）

（4）CH3 OH - 6e- + H2O ＝ 6H+ + CO2（2分）;

【解析】

試題分析：（1）從圖分析，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)為放熱。。（2）A、沒(méi)有說(shuō)明反應(yīng)速率的方向不能說(shuō)明到平衡，錯(cuò)誤；B、反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量和不等，所以當(dāng)壓強(qiáng)不變，能說(shuō)明反應(yīng)到平衡，正確；C、二者的正逆反應(yīng)相等，說(shuō)明反應(yīng)到平衡，正確；D、反應(yīng)體系氣體總質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以密度始終不變，不能說(shuō)明到平衡，故選BC。（3）二氧化碳的濃度改變量為1.00-0.25=0.75mol/L，結(jié)合方程式分析，氫氣的濃度改變量為0.75×3=2.25mol/L，則氫氣表示反應(yīng)速率=2.25/10=0.225mol/（L.min）; 反應(yīng)前的物質(zhì)的量為1+3=4mol，反應(yīng)后的物質(zhì)的量為二氧化碳：0.25mol，氫氣的物質(zhì)的量為3-2.25=0.75mol，甲醇的物質(zhì)的量為0.75mol，水的物質(zhì)的量為0.75mol，總物質(zhì)的量為0.25+0.75+0.75+0.75）= 2.5，根據(jù)壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比分析，平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)比=2.5:4= 5:8 （或0.625）。（4）甲醇在酸性條件下形成原電池，甲醇做負(fù)極，失去電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)為CH3 OH - 6e- + H2O ＝ 6H+ + CO2。