Question

(12分) 二氧化碳是引起“溫室效應”的主要物質，節(jié)能減排，高效利用能源，能夠減少二氧化碳的排放。

（1）在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中，通入2 molCO2和3mol H2，發(fā)生的反應為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H ＝－akJ·mol－1（a＞0），測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖所示。

①能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是________

A．CO2的體積分數在混合氣體中保持不變

B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化

C．單位時間內每消耗1.2mol H2，同時生成0.4molH2O

D．反應中H2O與CH3OH的物質的量濃度之比為1:1， 且保持不變

②下列措施中能使增大的是________ （選填編號）。

A．升高溫度

B．恒溫恒容下充入He(g)

C．將H2O(g)從體系中分離

D．恒溫恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

③計算該溫度下此反應的平衡常數K＝___________ , 若改變條件 （填選項），可使K＝1。

A增大壓強 B增大反應物濃度 C．降低溫度

D．升高溫度 E．加入催化劑

（2）某甲醇燃料電池原理如圖1所示：M區(qū)發(fā)生反應的電極反應式為_______________________________。

 

 

Answer 1

（1）①A ②CD ③0.20或 C （2）CH3OH－6e－＋H2O＝CO2＋6H＋

【解析】

試題解析：（1）①未平衡時是個變量，現在不變說明已經達到平衡狀態(tài)了，A．未平衡CO2的體積分數是個變化的量，現在混合氣體CO2的體積分數保持不變，說明已經平衡了，故A正確；容器的體積不變，氣體質量是守恒的，則混合氣體的密度始終不變，現在不隨時間的變化而變化，不能說明已經達平衡狀態(tài)，故B錯誤；單位時間內每消耗1.2mol H2，向正方向，同時生成0.4mol H2O，也向正方向，不能反映正逆反應之間的關系，故C錯誤；反應中H2O與CH3OH的物質的量濃度之比為1：1，且保持不變，不能說明各自的量不再隨時間的變化而變化，故C錯誤；②升高溫度，平衡逆向移動，故比值減小，故A不選；恒溫恒容下充入He（g），平衡不移動，故比值不變，故B不選；將H2O（g）從體系中分離，平衡正向移動，故比值變大，故選C；恒溫恒容再充入2mol CO2和3mol H2，相當于增大壓強，平衡正向移動，故比值變大，故選D；

③ CO2（g）+ 3H2（g）? CH3OH（g）+H2O（g）

初始（mol/L） 1 1.5 0 0

變化（mol/L） 0.25 0.75 0.25 0.25

平衡（mol/L） 0.75 0.75 0.25 0.25

所以K==0.20，而平衡常數是溫度的函數，只有通過改變溫度，來改變平衡常數，正反量放熱反應，降低溫度，K值變大；（2）①M區(qū)是質子流出的一極，應是原電池的負極，發(fā)生氧化反應電極反應式為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故答案為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷；蓋斯定律的應用；化學電源新型電池；化學平衡的影響因素