Question

化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

Ⅰ、如圖裝置所示，A、B中的電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在浸有Na₂SO₄溶液的濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極。若A、B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切斷K₁，閉合K₂、K₃通直流電。

回答下列問題：

（1） a是電源的    極，寫出A中的電極反應(yīng)式為_____。

（2）濕的Na₂SO₄濾紙條上能觀察到的現(xiàn)象有____________。

（3）電解一段時(shí)間后，A、B中均有氣體包圍電極，若此時(shí)切斷K₂、K₃，閉合K₁，發(fā)現(xiàn)電流表的指針移動(dòng)，寫出此時(shí)B中的電極反應(yīng)式為           。

Ⅱ、甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上一般采用下列反應(yīng)合成甲醇：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)   ΔH，下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。請(qǐng)回答下列問題：

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

 

（4）由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH        0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（5）其他條件不變，只改變其中一個(gè)條件，下列措施可提高甲醇產(chǎn)率的是      。

A．升高溫度；B．使用合適的催化劑；C．縮小容器的容積；D．充入過量的H₂；E．恒壓時(shí)，充入He；F．從體系中分離出CH₃OH

（6）某溫度下，將2mol CO和6 mol H₂充入2L密閉容器中，反應(yīng)進(jìn)行到4min末達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得c(CO) ＝0.2 mol/L ，則0~4min內(nèi)H₂的反應(yīng)速率為      ；若保持溫度容積不變?cè)傧蚱渲谐淙胍欢�量的CH₃OH，重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，與原平衡狀態(tài)相比，此時(shí)平衡混合氣體中CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)      （填“變大”、“變小”、或“不變”）。

 

Answer 1

【答案】

（1）負(fù)（2分），4OH^――4e^―=O₂↑+2H₂O（2分）

（2）紫色向D極移動(dòng)，C、D兩極附近均有氣泡產(chǎn)生（2分）

（3）H₂―2e^―+2OH^―=2H₂O（2分）

（4）＜（2分）

（5）C、D、F（2分，少選1個(gè)扣1分，扣完為止；選錯(cuò)1個(gè)記0分）

（6）0.4mol/（L·min）（2分，無(wú)單位扣1分），變大（2分）

【解析】

試題分析：（1）切斷K₁，閉合K₂、K₃通直流電，電解水槽中KOH溶液，產(chǎn)生氧氣和氫氣，所以B產(chǎn)生氫氣，為陰極；A產(chǎn)生氧氣，為陽(yáng)極；a是電源的負(fù)極，寫出A中的電極反應(yīng)式為4OH^――4e^―=O₂↑+2H₂O；（2）在濕的Na₂SO₄濾紙條上電解水，D與電源的正極相連為陽(yáng)極，陰離子高錳酸鉀根離子向D極移動(dòng)，兩極分別產(chǎn)生氧氣和氫氣；（3）電解一段時(shí)間后，A、B中均有氣體包圍電極，若此時(shí)切斷K₂、K₃，閉合K₁，形成氫氧燃料電池，介質(zhì)為堿性，故B中的電極反應(yīng)式H₂―2e^―+2OH^―=2H₂O；

（4）該反應(yīng)中溫度高K值小，即溫度升高平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)放熱；（5）A．升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，錯(cuò)誤；B．使用合適的催化劑，平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤；C．縮小容器的容積增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，正確；D．充入過量的H₂   E．恒壓時(shí)，充入He，反應(yīng)氣體壓強(qiáng)降低，平衡逆向移動(dòng)，錯(cuò)誤；F．從體系中分離出CH₃OH，平衡正向移動(dòng)，正確。

 （6）0.4mol/（L·min），若保持溫度容積不變?cè)傧蚱渲谐淙胍欢�量的CH₃OH，導(dǎo)致容器中壓強(qiáng)變大，平衡正向移動(dòng)，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)變大。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)原理中電化學(xué)、熱化學(xué)及化學(xué)平衡等有關(guān)問題。