Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。一氧化碳與氫氣可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0

（1）若該反應(yīng)在恒溫恒容條件下進(jìn)行，下列說(shuō)法正確的是_________；

a．若混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)

b．反應(yīng)達(dá)到平衡后，通入氬氣使壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大

c．反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小

d．若使用催化劑，會(huì)改變反應(yīng)的途徑，反應(yīng)的焓變減小

（2）某溫度下，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，已知此溫度下的平衡常數(shù)K=50 ，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的物質(zhì)的量如下：

物質(zhì)	CO	H2	CH3OH
物質(zhì)的量/mol	0.4	0.4	0.8

請(qǐng)比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v正 ____v逆（填“>”、“<”或“=”）

（3）CO平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。CO平衡轉(zhuǎn)化率[α(CO)] 隨溫度升高而______（填“增大”或“減小”），其原因是_______。圖中的壓強(qiáng)由大到小的順序?yàn)?/span>________，其判斷理由是________。

（4）在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，若電解質(zhì)溶液為酸性，則，負(fù)極的反應(yīng)式為_______________________，正極的反應(yīng)式為________________________。

Answer 1

【答案】 a c = 減小 升高溫度時(shí)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動(dòng)，使得體系中CO的量增大； P1＞P2＞P3 相同溫度下，由于該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率 CH3OH+H2O-6e--═CO2+6H+ O2+4H++4e--═2H2O

【解析】（1）a．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，但質(zhì)量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，故正確；b．反應(yīng)達(dá)到平衡后，通入氬氣，壓強(qiáng)不變，但反應(yīng)物和生成物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率不變，故錯(cuò)誤；c．反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故正確；d．使用催化劑，會(huì)改變反應(yīng)的途徑，但反應(yīng)的焓變不變，故錯(cuò)誤；故答案為：a c；

（2）此時(shí)Qc===K=50L2mol-2，所以反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，正、逆反應(yīng)速率相等，故答案為：=；

（3）由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，隨溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡體系中CO的量增大， CO的轉(zhuǎn)化率減��；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，相同溫度下，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率，故壓強(qiáng)：P1＞P2＞P3，故答案為：減�。辉摲磻�(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度時(shí)，平衡向向左移動(dòng)，使得體系中CO的量增大，CO的轉(zhuǎn)化率減小；P1＞P2＞P3；相同溫度下，正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；

（4）在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，若電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極上甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e--═CO2+6H+，正極上氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為O2+4H++4e--═2H2O，故答案為：CH3OH+H2O-6e--═CO2+6H+；O2+4H++4e--═2H2O。