Question

甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。（1）为探究用CO 2 生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体

甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。（1）为探究用CO 2 生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO 2 和3molH 2 ，一定条件下发生反应：CO 2 (g)＋3H 2 (g) CH 3 OH(g)＋H 2 O(g) △H＝－49.0kJ/mol测得CO 2 和CH 3 OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答： ①从反应开始到平衡，氢气的反应速率：v(H 2 )＝ 。②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、H 2 和CH 3 OH的浓度保持不变D．一定条件下，单位时间内消耗3molH 2 的同时生成1molCH 3 OH③下列措施中能使平衡混合物中n(CH 3 OH)/n(CO 2 )增大的是 。A．加入催化剂 B．充入He(g)，使体系压强增大C．将H 2 O(g)从体系中分离 D．降低温度④求此温度(T 1 )下该反应的平衡常数K 1 ＝ (计算结果保留三位有效数字)。⑤另在温度(T 2 )条件下测得平衡常数K 2 ，已知T 2 ＞T 1 ，则K 2 (填“＞”、“＝”或“＜”)K 1 。（2）以CH 3 OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH 3 OH燃料电池(电池总反应式：2CH 3 OH＋3O 2 ＋4OH － ＝2CO 3 2 － ＋6H 2 O)，则充入CH 3 OH的电极为 极，充入O 2 的电极反应式 。（3）已知在常温常压下：①2CH 3 OH(l)＋3O 2 (g)＝2CO 2 (g)＋4H 2 O(g) △H 1 ②2CO(g)+O 2 (g)＝2CO 2 (g) △H 2 则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H＝ 。（用含△H 1 、△H 2 的式子表示）





Answer 1

（1）①0.225mol/(L·min)   ② A C    ③C D    ④5.33    ⑤＜ （2）①负； ②3O 2 ＋12e － ＋6H 2 O＝12OH － （O 2 ＋4e － ＋2H 2 O＝4OH － 也算对） （3）

试题分析：（1）①根据图像可知，反应进行到10min是物质的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，此时生成甲醇的物质的量浓度是0.75mol/L，则根据反应的方程式可知，消耗氢气的浓度是0.75mol/L×3＝2.25mol/L，所以v(H 2 )＝2.25mol/L÷10min＝0.225mol/（L?min）。 ②在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此可以判断。A、根据方程式可知，反应两边气体的体积不相等，恒温、恒容时在反应过程中压强是变化的，当容器内的压强不再变化使，可以证明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故A正确；B、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，即气体的密度始终不变，所以恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化不能说明反应是否达到平衡状态，B不正确；C、一定条件下，CO、H 2 和CH 3 OH的浓度保持不变，说明正逆反应速率，达到了平衡状态，故C正确；D、根据方程式可知，一定条件下，单位时间内消耗3molH 2 的同时，必然生成1molCH 3 OH，因此用H 2 、CH 3 OH的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为3:1的状态，不能判断正逆反应速率是否相等，故D错误，因此答案为A、C。 ③A、催化剂不能改变平衡状态，所以加入催化剂不能使平衡混合物中n(CH 3 OH)/n(CO 2 )增大，A不正确；B、充入He气，参加反应的物质的浓度不变，平衡不移动，即平衡混合物中n(CH 3 OH)/n(CO 2 )不变，故B错误；C、将H 2 O（g）从体系中分离，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，则平衡混合物中n(CH 3 OH)/n(CO 2 )增大，故C正确；D、该反应正反应为放热反应，则降低温度平衡向正反应方向移动，能使平衡混合物中n(CH 3 OH)/n(CO 2 )增大，故D正确，答案选C、D。 ④化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，即K＝ 。达到平衡时，c(CO 2 )＝0.25mol/L，c(CH 3 OH)＝0.75mol/L，根据方程式可知c(H 2 O)＝0.75mol/L。同样根据反应方程式，反应氢气的消耗浓度为生成的甲醇浓度的3倍，所以平衡状态时氢气的浓度为＝3mol/L－3×0.75mol/L＝0.75mol/L，因此K＝ ＝ ≈5.33。 ⑤该反应正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以K 2 ＜K 1 。 （2）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。正极得到电子，发生还原反应，所以根据电池总反应式2CH 3 OH＋3O 2 ＋4OH － ＝2CO 3 2 － ＋6H 2 O可知，甲醇是还原剂，氧气是氧化剂，因此充入CH 3 OH的电极为负极，氧气在正极通入。由于电解质是＝碱性溶液，所以充入O 2 的电极反应式为3O 2 ＋12e － ＋6H 2 O＝12OH － 。 （3）已知反应①2CH 3 OH(l)＋3O 2 (g)＝2CO 2 (g)＋4H 2 O(g) △H 1 、②2CO(g)+O 2 (g)＝2CO 2 (g) △H 2 ，则根据盖斯定律可知，（① 推荐律师服务： 若未解决您的问题，请您详细描述您的问题，通过百度律临进行免费专业咨询 其他类似问题 2013-10-11 在碳酸盐条件下，甲醇燃烧电池的反应式 3 2020-04-01 Ⅰ：甲醇燃料电池的种类很多。（1）我们常用的一种甲醇燃料电池，是以甲醇与氧气的反应为原理设计的，其 4 2017-09-15 甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．Ⅰ：CH4（g）+H2O（g）=CO（ 2 2017-07-13 甲醇作为一种燃料还用于燃料电池。在温度为650℃的熔融盐燃料电池中用 4 2012-08-31 甲醇广泛用作燃料电池的燃料,可用天然气来合成.已知: 3 2013-10-03 甲醇燃料电池反应式。。＜K0H> 4 2016-12-01 甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池．（1）为探究用 CO2 来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在 2016-10-11 甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池．（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g 更多类似问题 > 为你推荐： 特别推荐 “网络厕所”会造成什么影响？ 华强北的二手手机是否靠谱？ 新生报道需要注意什么？ 癌症的治疗费用为何越来越高？ 百度律临—免费法律服务推荐 超3w专业律师，24H在线服务，平均3分钟回复 免费预约 随时在线 律师指导 专业律师 一对一沟通 完美完成 等你来答 换一换 帮助更多人 下载百度知道APP，抢鲜体验 使用百度知道APP，立即抢鲜体验。你的手机镜头里或许有别人想知道的答案。 扫描二维码下载 × 个人、企业类侵权投诉 违法有害信息,请在下方选择后提交 类别 色情低俗 涉嫌违法犯罪 时政信息不实 垃圾广告 低质灌水 我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。 说明 0/200 提交 取消 领取奖励 我的财富值 0 兑换商品 -- 去登录 我的现金 0 提现 下载百度知道APP 在APP端-任务中心提现 我知道了 -- 去登录 做任务开宝箱 累计完成 0 个任务 10任务 略略略略… 50任务 略略略略… 100任务 略略略略… 200任务 略略略略… 任务列表加载中... 新手帮助 如何答题 获取采纳 使用财富值 玩法介绍 知道商城 合伙人认证 您的账号状态正常 感谢您对我们的支持 投诉建议 意见反馈 账号申诉 非法信息举报 京ICP证030173号-1   京网文【2023】1034-029号     ©2024Baidu  使用百度前必读 | 知道协议 | 企业推广 辅 助 模 式