Question

【題目】甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料。在工業(yè)生產(chǎn)中可以通過乙烯和水蒸氣化合生成甲醇已知：

①

②

③

(1)請(qǐng)寫出乙烯和水蒸氣化合生成甲醇?xì)怏w的熱化學(xué)方程式：______。

(2)也可以將與 混合，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)來制備：，圖1是在兩種投料比分別為1：4和1：6時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線，圖2是生成的甲醇過氧化氫燃料電池的工作原理示意圖：

①圖1中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值______c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值填“”“”或“”，理由是______。

②圖1中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率______c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率。 填“”“”或“”，

③圖2中電極N是______填負(fù)極或正極

④圖2中電極M的電極反應(yīng)式：______。

(3)時(shí)，的電離常數(shù)，則該溫度下水解反應(yīng)的平衡常數(shù)______，若向溶液中加入少量的，則溶液中將______填“增大”、“減小”或“不變”。

(4)常溫下，用NaOH溶液吸收得到的溶液，吸收過程中水的電離平衡______填“向左”、“向右”或“不”移動(dòng)。試計(jì)算溶液中______。常溫下的電離平衡常數(shù)，

Answer 1

【答案】 根據(jù)圖1二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高二降低，可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以b點(diǎn)的K比c點(diǎn)的K小 正極 增大 向右 60

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律，①-②+③得乙烯和水蒸氣化合生成甲醇?xì)怏w的化學(xué)方程式C2H4(g)＋2H2O (g)CH3OH(g)，則ΔH=ΔH1-ΔH2+ΔH3=29.1kJ/mol；

(2)①根據(jù)圖像可知，溫度升高，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明溫度升高平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K值小于c點(diǎn)；

②增大c(CO2)，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小，H2的轉(zhuǎn)化率增大，則曲線I表示的投料比為1:6，曲線Ⅱ是1:4，a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率小于c點(diǎn)；

③由裝置示意圖可知質(zhì)子向正極移動(dòng)，所以N是原電池的正極，M是負(fù)極；

④負(fù)極上CH3OH在酸性條件下放電生成CO2，電極反應(yīng)式為：CH3OH－6e-+H2O=CO2+6H+；

(3) NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh＝=1×10－12，當(dāng)加入少量I2時(shí)，碘把弱酸(亞硫酸)氧化成強(qiáng)酸(硫酸、氫碘酸)，溶液酸性增強(qiáng)，溶液中c(H+)增大，但是溫度不變Ka不變，則增大；

(4)氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，溶液中氫氧根離子濃度減小，水的電離平衡向右移動(dòng)；pH=9的溶液中c(H+)=10-9mol/L，因Ka2＝則溶液中==60。

(1)乙烯和水蒸氣化合生成甲醇?xì)怏w的化學(xué)方程式為：，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)可由③-②+①得到，該反應(yīng)的焓變?yōu)?/span>，

故答案為：；

(2) ①溫度升高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低，所以平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值小于c點(diǎn)，故答案為：；根據(jù)圖1二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高二降低，可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以b點(diǎn)的K比c點(diǎn)的K小；

②相同條件下，增加氫氣，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，但氫氣轉(zhuǎn)化率減小，所以圖1中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的的轉(zhuǎn)化率，故答案為：；

③質(zhì)子向正極移動(dòng)，所以N是正極，則M是負(fù)極，故答案為：正極；

④M是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：，故答案為：；

(3)，，，當(dāng)加入少量時(shí)，碘把弱酸亞硫酸氧化成強(qiáng)酸硫酸、氫碘酸，溶液酸性增強(qiáng)，增大，但是溫度不變，Kh不變，則增大，

故答案為：；增大；

氫氧化鈉是堿電離產(chǎn)生的氫氧根離子抑制水的電離，吸收二氧化硫后，消耗氫氧根離子，堿性減弱，同時(shí)生成亞硫酸鈉，是強(qiáng)堿弱酸鹽，能夠水解，對(duì)水的電離起促進(jìn)的作用，所以吸收二氧化硫過程中水的電離平衡向右移動(dòng)；

的溶液中，依據(jù)Ka2＝，得溶液中，

故答案為：向右；60。