Question

【題目】甲醇、天燃?xì)馐侵匾�的化工原料，又可作為燃料．利用合成�?/span>主要成分為CO、和在催化劑的作用下合成甲醇、甲烷．已知合成甲醇發(fā)生的主反應(yīng)如下（已知CO的結(jié)構(gòu)式為C=O）：①，②，③。

回答下列問題：

（1）已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵
	436	343	1076	465	413

由此計算 ______ 已知，則 ______。

（2）在容積為的容器中，通入一定量的甲醇發(fā)生反應(yīng)①時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示（平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率記作a1）。

①在時段，反應(yīng)速率為 ______ ；該反應(yīng)的平衡常數(shù)的計算式為 ______ 。

②已知若在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時的轉(zhuǎn)化率 ______ 填“大于”或“小于”、“等于”，判斷理由是 ______ 。

（3）合成的原理：其他條件相同，實(shí)驗(yàn)測得在和與和條件下該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率相同，若，則P1______ P2（填“”、“”或“”）。

（4）科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖所示的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以和合成。

①寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式 ______。

②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量 ______ 選填“鹽酸”或“硫酸”。

（5）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將的甲烷完全燃燒生成的通入到的NaOH溶液中，所得溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span> ______。

Answer 1

【答案】 0.001mol/(Ls) 大于 因?yàn)樵摲磻?yīng)為體積增大的反應(yīng)，所以恒壓相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡正向移動 硫酸

【解析】

(1)反應(yīng)熱反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能；根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)，反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的計算；

(2)①根據(jù)圖象計算甲醇的反應(yīng)速率結(jié)合反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計算；化學(xué)平衡常數(shù)指可逆反應(yīng)得到平衡時，各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；

②根據(jù)該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，所以恒壓相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡正向移動分析；

(3)根據(jù)，則該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以升溫向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，而加壓則向正反應(yīng)方向進(jìn)行，據(jù)此分析；

(4)①由電池裝置圖可知，Cu上二氧化碳得電子生成甲烷；

②根據(jù)酸的揮發(fā)性分析；

(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將通入的NaOH溶液中恰好完全反應(yīng)生成碳酸鈉，根據(jù)碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解判斷離子濃度大小。

（1）反應(yīng)熱反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，故，根據(jù)蓋斯定律：：反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)，故，故答案為：；；

(2)①由圖象可知，0-60s時段，反應(yīng)速率，又反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，所以，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，故答案為：；；

②因?yàn)樵摲磻?yīng)為體積增大的反應(yīng)，所以恒壓相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡正向移動，則恒壓轉(zhuǎn)化率大于恒容，故大于；故答案為：大于；因?yàn)樵摲磻?yīng)為體積增大的反應(yīng)，所以恒壓相當(dāng)于在恒容的基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡正向移動；

(3)因?yàn)?/span>，則該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，所以升溫向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，加壓則向正反應(yīng)方向進(jìn)行，而實(shí)驗(yàn)測得在和與和條件下該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率相同，若，所以；故答案為：；

由電池裝置圖可知，Cu上二氧化碳得電子生成甲烷，則Cu電極上的電極反應(yīng)為：，故答案為：；

②可向裝置中加入少量的酸作電解質(zhì)，由于鹽酸易揮發(fā)，生成的甲烷中會混有HCl氣體，所以選用硫酸，不用鹽酸，故答案為：硫酸；

(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，的甲烷完全燃燒生成的的物質(zhì)的量為：，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：，則二氧化碳過量，反應(yīng)生成碳酸氫鈉，由，和碳酸氫鈉溶液成堿性，所以最小，則最大，因此碳酸氫鈉溶液中離子濃度大小順序?yàn)椋?/span>，故答案為：