Question

氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。
（1）已知：①₌mol
②₌mol 
③=mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                      。
（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H₂來源于下列反應(yīng)：

①一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則          (填“<”、“>”或“="，下同)；A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)()的大小關(guān)系為          ；

②100℃時(shí)，將1 mol 和2 mol 通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是            (填序號(hào))。
a．容器的壓強(qiáng)恒定
b．單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH₄同時(shí)生成0.3 molH₂
c．容器內(nèi)氣體密度恒定
d．
如果達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為0．5，則100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=           。
（3）某實(shí)驗(yàn)小組利用CO(g)、、KOH(aq)設(shè)計(jì)成如圖b所示的電池裝置，則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為            。

Answer 1

（1）CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l) ?H=-442.8kJ?mol?¹（2分）
（2）① >（1分）K_A=K_B>K_C（1分）
②ad（1分）2.25（mol?L?¹）²（2分）
（3）CO-2e?+4OH?=CO₃²?+2H₂O（2分）

試題分析：（1）首先寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明狀態(tài)，然后根據(jù)蓋斯定律求?H，?H=1/2×?H₁—1/2?H₂+2×?H₃=-442.8kJ?mol?¹，進(jìn)而得出熱化學(xué)方程式。
（2）①CH₄與H₂O的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)圖像可以看出T₁時(shí)CH₄的轉(zhuǎn)化率高，所以T₁ > T₂；A、B點(diǎn)溫度相同為T₁，C點(diǎn)溫度為T₂，溫度較低，所以平衡常數(shù)大小關(guān)系為：K_A=K_B>K_C。
②CH₄與H₂O的反應(yīng)為氣體系數(shù)變化，在恒容容器中進(jìn)行的反應(yīng)。a、若反應(yīng)沒有平衡，壓強(qiáng)要發(fā)生變化，容器內(nèi)的壓強(qiáng)恒定，說明反應(yīng)平衡，正確；b、消耗CH₄與生成H₂都是正反應(yīng)方向，無法判斷反應(yīng)是否平衡，錯(cuò)誤；c、因?yàn)橘|(zhì)量守恒定律，氣體的質(zhì)量不變，容器體積不變，所以氣體密度為定值，無法判斷反應(yīng)是否平衡，錯(cuò)誤；d、正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式的系數(shù)之比，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)達(dá)到平衡，正確；根據(jù)平衡時(shí)CH₄的轉(zhuǎn)化率為0.5，可求出CH₄、H₂O、CO、H₂的平衡濃度分別為0.5mol?L?¹、1.5mol?L?¹，0.5mol?L?¹、1.5mol?L?¹，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可求出平衡常數(shù)為：2.25（mol?L?¹）²
（3）根據(jù)電池示意圖，CO在負(fù)極失電子，根據(jù)化合價(jià)變化配平可得電極方程式：CO-2e?+4OH?=CO₃²?+2H₂O