甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上采用如下反应合成甲醇:

甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上采用如下反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),现模拟并分析该反应:

(1)能够说明该反应已达到平衡的是______:
a.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
b.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗2molH2的同时生成1mol CH3OH
(2)图1是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线:
①该反应的△H______0(填“>”、“<”或“=”).
②T1和T2温度下的平衡常数:K1______K2(填“>”、“<”或“=”).
(3)2009年,长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破,原理如图2所示.
①甲醇完全燃烧的化学方程式
2CH3OH+3O2
点燃
2CO2+4H2O
2CH3OH+3O2
点燃
2CO2+4H2O

②请写出从C口通入O2发生的电极反应式______.
(4)用上述电池做电源,用图3装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极).
①该反应的离子方程式
2Cl-+2H2O
电解
.
2OH-+H2↑+Cl2
2Cl-+2H2O
电解
.
2OH-+H2↑+Cl2

②电解开始后在电极______的周围(填“C1”或“C2”)先出现红色.
太勤快累啊 1年前 已收到1个回答 举报

若曦1900 幼苗

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解题思路:(1)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;(2))①先判断温度大小,然后根据温度对化学平衡的影响判断该反应的焓变;②该反应是放热反应,温度越高,平衡常数越小;(3)①甲醇与氧气反应生成二氧化碳和水,甲醇写出反应的化学方程式;②在甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,发生失电子的氧化反应,氧气作正极,发生得电子的还原反应;(4)①电解饱和食盐水时,反应物为氯化钠和水,生成物为氢氧化钠、氢气和氯气,据此写出反应的离子方程式;②电解过程中,阳极氯离子失去生成氯气,阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气,同时产生氢氧根离子.

(1)a.由方程式可以看出,反应前后气体的物质的量不相等,只有达到平衡状态,容器压强不发生变化,表明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故a正确;
b.恒温、恒容时,气体的总体积不变,反应前后都是气体,气体的总质量不变,所以气体的密度始终不变,混合气体密度不能作为判断平衡状态的依据,故b错误;
c、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故c正确;
d、一定条件下,单位时间内消耗2mol氢气,同时生成1molCH3OH,只能表明正反应速率,不能表示正逆反应速率相等,无法判断是否达到平衡状态,故d错误;
故选ac;
(2)①根据图可知T2时先达到平衡,所以T2>T1,温度升高,一氧化碳的转化率减小,说明该反应的正反应为放热反应,△H<0,
故答案为:<;
②该反应为放热反应,温度越高,化学平衡向着逆向移动,化学平衡常数减小,由于T2>T1,所以化学平衡常数:K1>K2
故答案为:>;
(3)①甲醇与氧气点燃生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:2CH3OH+3O2
点燃
2CO2+4H2O,
故答案为:2CH3OH+3O2
点燃
2CO2+4H2O;
②原电池正极得到电子发生还原反应,该原电池中正极氧气得电子发生还原反应,其电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,
故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
(4)①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O

电解
.
2OH-+H2↑+Cl2↑,
故答案为:2Cl-+2H2O

电解
.
2OH-+H2↑+Cl2↑;
②电解反应中,阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气,同时产生了氢氧根离子,所以在阴极C2 (连接电源负极的电极)先变红,
故答案为:C2

点评:
本题考点: 化学平衡状态的判断;原电池和电解池的工作原理;转化率随温度、压强的变化曲线.

考点点评: 本题考查了化学平衡状态判断、原电池与电解池工作原理等知识,题目难度中等,注意掌握原电池、电解池工作原理,能够正确判断电极并写出正确的电极反应,明确化学平衡状态的判断方法,试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力.

1年前

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