【題目】甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過COH2化合來制備甲醇:

1已知:①H2(g)1/2O2(g)H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ/mol;

CO (g)1/2O2 (g)CO2 (g) ΔH2=283kJ/mol

CH3OH(g)3/2O2(g)CO2(g)2H2O(l) ΔH3=-764.6 kJ/mol

則工業(yè)制備甲醇的可逆反應(yīng)熱化學(xué)方程式為_______________________________

2恒溫恒容條件下,下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是__________。

A.單位時間內(nèi)生成n mol CO的同時生成2n mol H2 Bν(H2)2ν(CH3OH)

C容器內(nèi)氣體的密度保持不變 D.容器中氣體的壓強保持不變

3某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1 molCO 2 molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在250°C開始反應(yīng),CO物質(zhì)的量隨時間變化如下:

反應(yīng)時間/min

0

5

10

15

20

25

nCO/mol

1.00

0.79

0.63

0.54

0.50

0.50

則從反應(yīng)開始到20min時,以νH2=________該溫度下平衡常數(shù)K_______。

4加入催化劑后在250 ℃開始反應(yīng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

M、NQ三點的平衡常數(shù)KM、KN、KQ的大小關(guān)系為___________________________

②由M點到N點改變的外界條件是_________。

A、降低溫度 B、增大壓強

C、改用更好的催化劑 D、通入更多的CO

525時以稀硫酸為電解質(zhì)溶液制成甲醇燃料電池,則負極的電極方程式為_________________________。

【答案】 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90 kJ/mol BD 0.025mol/(L·min) 4 (mol/L)-2 KM=KN>KQ B CH3OH6eH2OCO26H

【解析】1)反應(yīng)①×2+反應(yīng)②-反應(yīng)③,得到:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-90 kJ/mol

2單位時間內(nèi)生成n mol CO的同時生成2n mol H2,說的都是逆反應(yīng),沒有說明正反應(yīng)的情況,所以選項A不能說明反應(yīng)達平衡ν(H2)2ν(CH3OH),說明了兩個方向的速率,且速率比等于系數(shù)比,選項B能說明反應(yīng)達平衡。根據(jù)質(zhì)量守恒定律,總質(zhì)量不變,總體積也不變,所以密度恒定不變,選項C不能說明反應(yīng)達平衡。恒容下,容器中氣體的壓強保持不變,就是氣體的物質(zhì)的量不變,所以選項D能說明反應(yīng)達平衡。

3,所以 = 0.025mol/(L·min)根據(jù)題目數(shù)據(jù)可計算如下

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始1 2 0

反應(yīng)0.5 1 0.5

平衡0.5 1 0.5

所以CO、H2CH3OH的平衡濃度分別為0.25mol/L、0.5mol/L0.25mol/L,所以反應(yīng)的平衡常數(shù) (mol/L)-2。

(4)①由圖得到M、NQ三點的溫度為QMN,因為反應(yīng)放熱,K值隨溫度上升而下降,所以MN、Q三點的平衡常數(shù)KM、KNKQ的大小關(guān)系為KM=KN>KQ。

②題目中對該圖的描述是:CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。圖中橫坐標是溫度,表示溫度對CO的平衡轉(zhuǎn)化率的影響,所以兩條曲線一定代表不同壓強,以表示壓強對于CO平衡轉(zhuǎn)化率的影響。所以MN必須變化壓強,選項B正確。

5甲醇燃料電池的總反應(yīng)為CH3OH + 3/2O2 = CO2 + 2H2O因為電解質(zhì)為硫酸,所以正極反應(yīng)為O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O,總反應(yīng)減去正極反應(yīng)(注意將正極反應(yīng)擴大3/2倍),得到負極反應(yīng):CH3OH6eH2OCO26H。

練習(xí)冊系列答案
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(2)任寫一種①的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 ___________;

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A.
B.
C.
D.

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