Question

18．高爐煉鐵產生的廢氣中的CO可進行回收，使其在一定條件下和H₂反應制備甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．請根據(jù)圖示回答下列問題．
（1）圖中的兩條曲線分別表示壓強為0.1MPa和5.0MPa下CO轉化率隨溫度的變化，其中代表壓強為5.0MPa的曲線是A（填“A”或“B”）．
（2）該反應在進行的過程中，v_正（H₂）＞v_逆（CO）+v_正（CH₃OH）（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）在不改變反應混合物用量的前提下，為了加快反應速率且提高CO的轉化率，可采取的最佳措施是其他條件不變，增大壓強．
（4）甲醇可與氧氣構成燃料電池，該電池用多孔的惰性電極浸入濃氫氧化鉀溶液，寫出該反應的負極反應式：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）比較壓強，統(tǒng)一溫度，在相同溫度200℃時，A的轉化率比B的高，說明壓強改變，平衡正向移動；
（2）反應速率之比等于各物質計量數(shù)之比；
（3）不改變反應混合物用量的前提下，用溫度、壓強對化學平衡產生影響；
（4）燃料電池的負極通入燃料，失去電子發(fā)生氧化反應．

解答 解：（1）比較壓強，統(tǒng)一溫度，在相同溫度200℃時，A的轉化率比B的高，說明壓強改變，平衡正向移動，對于CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），是氣體體積縮小的反應，則壓強的改變只能是增大壓強，所以A點的壓強大，為5.0MPa，
故答案為：A；
（2）反應速率之比等于各物質計量數(shù)之比，達平衡時，v_逆（CO）=v_正（CH₃OH）=$\frac{1}{2}$v_正（H₂），即v_正（H₂）=v_逆（CO）+v_正（CH₃OH），在達平衡之前，正反應速率大于逆反應速率，即v_正（CH₃OH）＞v_逆（CO），故達平衡前v_正（H₂）＞v_逆（CO）+v_正（CH₃OH），
故答案為：＞；
（3）不改變反應混合物用量的前提下，用溫度、壓強對化學平衡產生影響，從圖中可知，升溫CO的轉化率降低，降溫速率會減慢，所以選擇增大壓強，加快反應速率且平衡正向移動，提高CO的轉化率，
故答案為：其他條件不變，增大壓強；
（4）燃料電池的負極通入燃料，失去電子發(fā)生氧化反應，在堿性環(huán)境的電極反應式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

點評 本題考查了化學平衡建立過程速率的變化特點以及影響化學平衡的因素，能用平衡移動原理分析實際生產中條件的選擇，同時出現(xiàn)了燃料電池中電極反應式的書寫，綜合性強，難度適中．