Question

氫氣、甲醇是優(yōu)質的清潔燃料，可制作燃料電池。
（1）已知：①₌mol
②₌mol 
③=mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式                      。
（2）生產甲醇的原料CO和H₂來源于下列反應：

①一定條件下的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖a。則          (填“<”、“>”或“="，下同)；A、B、C三點處對應平衡常數(shù)()的大小關系為          ；

②100℃時，將1 mol 和2 mol 通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應，能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是            (填序號)。
a．容器的壓強恒定
b．單位時間內消耗0.1 mol CH₄同時生成0.3 molH₂
c．容器內氣體密度恒定
d．
如果達到平衡時的轉化率為0．5，則100℃時該反應的平衡常數(shù)K=           。
（3）某實驗小組利用CO(g)、、KOH(aq)設計成如圖b所示的電池裝置，則該電池負極的電極反應式為            。

Answer 1

（1）CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l) ?H=-442.8kJ?mol?¹（2分）
（2）① >（1分）K_A=K_B>K_C（1分）
②ad（1分）2.25（mol?L?¹）²（2分）
（3）CO-2e?+4OH?=CO₃²?+2H₂O（2分）

解析試題分析：（1）首先寫出反應的化學方程式并注明狀態(tài)，然后根據(jù)蓋斯定律求?H，?H=1/2×?H₁—1/2?H₂+2×?H₃=-442.8kJ?mol?¹，進而得出熱化學方程式。
（2）①CH₄與H₂O的反應為吸熱反應，溫度升高，平衡向正反應方向移動，根據(jù)圖像可以看出T₁時CH₄的轉化率高，所以T₁ > T₂；A、B點溫度相同為T₁，C點溫度為T₂，溫度較低，所以平衡常數(shù)大小關系為：K_A=K_B>K_C。
②CH₄與H₂O的反應為氣體系數(shù)變化，在恒容容器中進行的反應。a、若反應沒有平衡，壓強要發(fā)生變化，容器內的壓強恒定，說明反應平衡，正確；b、消耗CH₄與生成H₂都是正反應方向，無法判斷反應是否平衡，錯誤；c、因為質量守恒定律，氣體的質量不變，容器體積不變，所以氣體密度為定值，無法判斷反應是否平衡，錯誤；d、正逆反應速率之比等于化學方程式的系數(shù)之比，說明正反應速率等于逆反應速率，反應達到平衡，正確；根據(jù)平衡時CH₄的轉化率為0.5，可求出CH₄、H₂O、CO、H₂的平衡濃度分別為0.5mol?L?¹、1.5mol?L?¹，0.5mol?L?¹、1.5mol?L?¹，根據(jù)平衡常數(shù)表達式可求出平衡常數(shù)為：2.25（mol?L?¹）²
（3）根據(jù)電池示意圖，CO在負極失電子，根據(jù)化合價變化配平可得電極方程式：CO-2e?+4OH?=CO₃²?+2H₂O
考點：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡的判斷和移動、圖像的分析、化學平衡常數(shù)的計算、電極方程式的書寫。