工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H
(1)判断反应达到平衡状态的依据是______(填序号).
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的总物质的量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1

①该反应△H______0(填“>”或“<”).
②实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是______.
(3)右图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A______C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A______C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”).
(4)一定条件下,0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出Q KJ的热量.写出该反应的热化学方程式______.
(5)图3是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出 a处电极上发生的电极反应式______.
loveyou薰衣草 1年前 已收到1个回答 举报

见鬼去吧99 幼苗

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解题思路:(1)a、都是正反应速率;
b、恒容密闭容器,反应前后都是气体,密度始终不变;
c、反应前后化学计量数之和不相等,物质的量不变,达到平衡状态;
d、浓度不变,正逆反应速率相等;
(2)①根据图示,温度升高,CO转化率降低,平衡向逆向移动;
②在1.3×104Kpa下,CO转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失;
(3)A、C两点温度一样,压强C点大于A点,故反应速率A<C;A、C两点的温度一样,故化学平衡常数不变;状态B到状态A,H2的体积分数增大,使平衡向逆向移动;
(4)2mol甲醇放出4Q热量,热化学方程式为:2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-4Q kJ/mol;
(5)甲醇燃料电池,氢氧化钾为电解质溶液,根据电子流动方向,a为阳极,电解反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.

(1)a、生成CH3OH的速率与消耗CO的速率都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,故a错误;
b、热情容积固定,气体的体积不变,故气体的密度变化变化,故b错误;
c、反应前后都是气体,化学计量数之和不相等,故混合气体的总物质的量不变,可以判断达到了平衡状态,故c正确;
d、反应物和生成物的浓度不变,生成速率等于消耗速率,正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故d正确;
故选cd.
(2)①根据图1,压强相等情况下,升高温度,CO转化率降低,说明反应为放热,<0;
故答案为:<;
②、由于在1.3×104Kpa下,CO转化率已经较高,若再增大压强,CO转化率提高不大,反而造成生产成本增加,得不偿失;
故答案为:在1.3×104Kpa下,CO转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失.
(3)根据图2,A、C两点温度相同,C点的压强大于A点,故反应速率:A<C;由于温度相同,故A、C的化学平衡常数相等;B点氢气的含量小于A点的,反应放热,若要提高氢气的含量,必须升高温度;
故答案为:<,=,升温;
(4)2mol甲醇燃烧放出的热量为4Q,故甲醇燃烧的热化学方程式为:2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-4Q kJ/mol;
故答案为:2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-4Q kJ/mol;
(5)图3中,甲醇燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,再根据电子流动方向,a为阳极,发生氧化反应,反应离子方程式:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.

点评:
本题考点: 化学平衡状态的判断;化学平衡建立的过程;化学反应速率与化学平衡图象的综合应用.

考点点评: 本题考查了化学平衡状态的判断,通过图示分析,获得合理数据,涉及了燃烧化学方程式的书写、电解反应书写,题量较多,难度稍大.

1年前

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