Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．請(qǐng)回答：

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）工業(yè)上合成甲醇CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H，在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）如表所示．
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H

 

（填“＞”或“=”或“＜”）0．
②300℃時(shí)，向容積為1L的密閉容器中充入2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH，此時(shí)反應(yīng)將

 

．
A．向正方向移動(dòng)        B．向逆方向移動(dòng)        C．處于平衡狀態(tài)
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-a kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1
寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

 

．
（3）改變下列條件，能同時(shí)加快正反應(yīng)的速率，增大CO的轉(zhuǎn)化率的是

 

A．使用催化劑             B．縮小容器體積
C．降低溫度               D．分離CH₃OH的物質(zhì)的量
（4）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）①依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
②依據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算濃度商，結(jié)合平衡常數(shù)大小比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的反方向；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式恒容蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（3）改變下列條件，能同時(shí)加快正反應(yīng)的速率，增大CO的轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行，依據(jù)反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng)；
（4）甲醇燃料電池中甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿溶液中生成碳酸鹽，用氫氧根離子配平電荷守恒得到電極反應(yīng)；

解答： 解：（1）①圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
故答案為：＜；
②300℃時(shí)，平衡常數(shù)K=0.270，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），向容積為1L的密閉容器中充入2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算濃度商Q=

2

2×32

=0.11＜K=0.270，說明平衡正向進(jìn)行；
故答案為：A．
（2）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-a kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算

①-②

2

得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-

a-b

2

KJ/mol；
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-

a-b

2

KJ/mol；
（3）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，能同時(shí)加快正反應(yīng)的速率，增大CO的轉(zhuǎn)化率的是，
A．使用催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，故A不符合；             
B．縮小容器體積壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大，平衡正向進(jìn)行，一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，故B符合；
C．降低溫度，反應(yīng)速率減小，平衡正向進(jìn)行，故C不符合；               
D．分離CH₃OH的物質(zhì)的量，減少生成物濃度，平衡正向進(jìn)行，但反應(yīng)速率減小，故D不符合；
故答案為：B．
（4）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，甲醇燃料電池中甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿溶液中生成碳酸鹽，負(fù)極電極反應(yīng)為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)影響因素，平衡常數(shù)計(jì)算方法，熱化學(xué)方程式書寫，原電池原理和電極反應(yīng)書寫，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．