Question

分1923年以前，甲醇一般是用木材或其廢料的分解蒸餾來生產(chǎn)的�，F(xiàn)在工業(yè)上合成甲醇幾乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加壓催化加氫的方法，工藝過程包括造氣、合成凈化、甲醇合成和粗甲醇精餾等工序。
已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

（1）反應(yīng)②是____________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
（2）某溫度下反應(yīng)①中H₂的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如下圖所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)_____K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系，則K₃＝_________(用K₁、K₂表示
（3）在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如下圖所示，若在t₀時(shí)刻分別改變一個(gè)條件，則曲線Ⅰ可變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時(shí)，改變的條件是_____________。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，改變的條件是________。

（4）甲醇燃料電池有著廣泛的用途，若采用鉑為電極材料，兩極上分別通入甲醇和氧氣，
以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，則該堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是_________________；
（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成醋酸。通常狀況下，將a mol／L的醋酸與b mol／L Ba(OH)₂溶液等體積混合，反應(yīng)平衡時(shí)，2c(Ba^2＋)=c(CH₃COO^－)，用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為_____________。

Answer 1

（1）吸熱(2分)        （2） =(2分)  K₁·K₂  (2分)
（3）加入催化劑(2分)； 將容器的體積(快速)壓縮至2L(2分，僅答“加壓”給1分)
（4） CH₃OH－6 e^-＋8 OH^-=CO₃^2-＋6 H₂O；
（5） ×10^－7 (3分)

試題分析：（1） 反應(yīng)②隨著溫度的升高K增大，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）平衡常數(shù)只隨溫度變化，與壓強(qiáng)無關(guān)，平衡常數(shù)K(A)=K(B)；據(jù)反應(yīng)①+②=③可推導(dǎo)反應(yīng)物質(zhì)的濃度在K中是冪之積的關(guān)系，即K₃＝K₁·K₂。
（3）曲線Ⅰ變?yōu)榍�線II時(shí)，反應(yīng)速率加快，而c(CO)平衡濃度不變，改變的條件是加入催化劑；曲線Ⅰ變?yōu)榍�線III時(shí)，反應(yīng)速率加快，c(CO)平衡濃度增加，改變的條件是將容器的體積(快速)壓縮至2L(僅答“加壓”不準(zhǔn)確)
（4） 甲醇是該堿性燃料電池的負(fù)極，失去電子，反應(yīng)式是CH₃OH－6 e^-＋8 OH^-=CO₃^2-＋6 H₂O ；
（5）將a mol/L的醋酸與b mol/L Ba(OH)₂溶液等體積混合，反應(yīng)平衡時(shí)，2c(Ba^2＋)=c(CH₃COO^－)="2b" mol/L，由電荷守恒得出c(H^＋)=c(OH^－)= 10^－7 mol/L；因CH₃COOHCH₃COO^-+H⁺，醋酸的電離常數(shù)為