Question

（2012?湖南模擬）乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以在一定條件下利用CO₂與H₂反應(yīng)制得：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H＜0
請回答：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為

c(CH3CH2OH)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

．
（2）當(dāng)溫度T₁＞T₂時，化學(xué)平衡常數(shù)K₁

＜

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是

bd

（填字母序號）．
a．生成1molCH₃CH₂OH的同時，生成3mol H₂O
b．容器中各組分的物質(zhì)的量濃度不隨時間而變化
c．容器中混合氣體的密度不隨時間而變化 
d．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
（4）在工業(yè)生產(chǎn)中，可使H₂的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率同時提高的措施有

增大CO₂濃度或增大壓強(qiáng)

（寫出一條合理措施即可）．
（5）工業(yè)上，常以乙醇為原料生產(chǎn)乙醛．根據(jù)如圖所示信息，該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），判斷依據(jù)是

反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量

．
（6）乙醇可以作為燃料電池的燃料．某乙醇燃料電池以乙醇為燃料，使用酸性電解質(zhì)，該電池負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

CH₃CH₂OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺

．

Answer 1

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)指一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)各生成濃度的系數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的系數(shù)次冪的乘積的比值，據(jù)此書寫；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，平衡常數(shù)減小；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的一些物理量為定值，由此結(jié)合選項進(jìn)行判斷；
（4）根據(jù)反應(yīng)的特征，改變條件加快反應(yīng)速率，同時平衡向正反應(yīng)移動，結(jié)合外界條件對平衡移動影響解答，注意不能只增大氫氣的濃度；
（5）由圖象可知，乙醇與氧氣的總能量大于甲醛與水的總能量，根據(jù)能量守恒定律判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；
（6）負(fù)極反應(yīng)氧化反應(yīng)，乙醇在負(fù)極放電，酸性條件下生成二氧化碳與氫離子．

解答：解：（1）可逆反應(yīng)2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）的平衡常數(shù)k=

c(CH3CH2OH)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

，
故答案為：

c(CH3CH2OH)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，平衡常數(shù)減小，即溫度越高，平衡常數(shù)越小，溫度T₁＞T₂，故K₁＜K₂，故答案為：＜；
（3）a．生成1mol CH₃CH₂OH的同時，生成3mol H₂O，都表示正反應(yīng)速率，二者始終按1：3進(jìn)行，不能說明到達(dá)平衡，故a錯誤；
b．可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時，各組分的物質(zhì)的量不變，體系中各組份的物質(zhì)的量濃度不隨時間而變化，說明到達(dá)平衡，故b正確；
c．反應(yīng)混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，密度始終不變，體系中混合氣體的密度不隨時間而變化，不能說明到達(dá)平衡，故c錯誤；
d．隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總的物質(zhì)的量減小，體系中氣體的分子總數(shù)減少，體系中氣體分子總數(shù)不隨時間而變化，說明到達(dá)平衡，故d正確；
故答案為：bd；
（4）改變條件加快反應(yīng)速率，同時平衡向正反應(yīng)移動，可以增大CO₂濃度或增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)移動氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：增大CO₂濃度或增大壓強(qiáng)；
（5）由圖象可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)物為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；
（6）負(fù)極反應(yīng)氧化反應(yīng)，乙醇在負(fù)極放電，酸性條件下生成二氧化碳與氫離子，電極反應(yīng)式為：CH₃CH₂OH-12 e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺，
故答案為：CH₃CH₂OH-12 e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺．

點評：本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡影響因素、原電池等，難度中等，（6）可以利用總反應(yīng)式減正極電極反應(yīng)式得負(fù)極電極反應(yīng)式．