Question

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。現(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(Ba2＋)=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-=CO32-＋6 H2O；

（5） ×10－7 (3分)

【解析】

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-=CO32-＋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(Ba2＋)=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

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率與平衡、原電池的電極反應(yīng)式。