一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应:

一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)达到化学平衡状态.
(1)该反应的平衡常数表达式K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
;根据图1升高温度,K值将______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是
2n B
3tB
mol/(L•min)
2n B
3tB
mol/(L•min)
(用nB、tB表示).
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是______(填字母).
a、CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化 b、混合气体的密度不再改变
c、混合气体的平均相对分子质量不再改变d、v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的[1/2],在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是______(填字母).
a、c(H2)减少 b、正反应速率加快,逆反应速率减慢
c、CH3OH 的物质的量增加 d、重新平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
减小
(5)根据题目有关信息,请在面2中标示出该化学反应过程的能量变化(标明信息)
(6)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池.已知该燃料电池的总反应式为:
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,该电池中负极上的电极反应式是:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,则正极上发生的电极反应为:______.
dsrlegp 1年前 已收到1个回答 举报

陶江 春芽

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解题思路:(1)根据化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,列出平衡常数的表达式;根据升高温度乙醇的物质的量减小,平衡逆向移动,判断平衡常数的变化;
(2)根据v=
△n
V
△t
求出化学反应速率υ(CH3OH),然后根据速率之比等于化学计量数之比求出υ(H2);
(3)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,据此解答,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
(4)将容器的容积压缩到原来的[1/2],压强增大,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,以此判断;
(5)根据该反应放热,生成物的总能量小于反应物的总能量,△H<O;
(6)根据正极的电极反应=总反应-负极的电极反应.

(1)化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,反应物的生成物都是气体,故平衡常数表达式为K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2);由图象1可知升高温度乙醇的物质的量减少,平衡向逆反应方向移动,K减小,
故答案为:
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2);减小;
(2)υ(CH3OH)═

△n
V
△t=

nB
3L
t Bmol/(L•min),而υ(H2)=2υ(CH3OH)=
2n B
3tBmol/(L•min),故答案为:
2n B
3tBmol/(L•min);
(3)a、平衡时各物质的浓度保持不变,CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化,说明到达平衡,故a正确;
b、容器的体积不变,混合气体的质量不变,混合气体的密度始终不变,混合气体密度不变,不能说明到达平衡,故b错误;
c、混合气体的质量不变,混合气体的物质的量增大,随反应进行平均相对分子质量减小,混合气体的平均相对分子质量不变,说明到达平衡,故c正确;
d、v生成(CH3OH)=v消耗(CO)都表示正反应速率,自始至终都按1:1进行,不能说明到达平衡,故d错误.
故答案为:a、c;
(4)将容器的容积压缩到原来的[1/2],压强增大,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,CH3OH的物质的量增加,浓度增大,氢气的物质的量减少,但浓度增大,甲醇的物质的量增多,浓度增大,故有
c(H2)
c(CH3OH)=
n(H2)
n(CH3OH)减小,
故答案为:c、d;
(5)该反应放热,生成物的总能量小于反应物的总能量,△H<O,图象为:
故答案为:

(6)燃料电池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,负极上的电极反应式是:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,两式相减,正极上的电极反应式是:3O2+12H2O+12e-=12OH-
故答案为:3O2+12H2O+12e-=12OH-

点评:
本题考点: 化学平衡状态的判断;化学电源新型电池;化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题主要考查化学反应速率、平衡图象、化学平衡常数、平衡状态的判断、电极反应方程式等,难度不大,注意基础知识的理解掌握.

1年前

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