Question

（12分）甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度（℃）
500	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2．5	0．15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)	K2	1．0	2．50
③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

（1）反應(yīng)②是 （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

（2）某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判斷反應(yīng)③△H 0； △S 0（填“>”“=”或“<”）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3= （用K1、K2表示）。在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測得某時(shí)刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物質(zhì)的量分別為6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此時(shí)v(正) v(逆) （填“>”“=”或“<”）

（4）甲醇燃料電池通常采用鉑電極，其工作原理如圖所示，負(fù)極的電極反應(yīng)為： 。

（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下，將0．2 mol/L的醋酸與0．1 mol/LBa(OH)2溶液等體積混合，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)? 。

Answer 1

（12分）（1）吸熱（1分）

（2）=（1分）

（3）< 、<（各1分）；K3 = K1·K2 （2分）; >（2分）

（4）CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ （2分）

（5）c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）

【解析】

試題分析：（1）溫度升高，化學(xué)平衡常增大，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)；（2）平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，溫度不變，測平衡常數(shù)不變，所以平衡常數(shù)K(A)=K(B)；（3）①式+②式得③式，則K3=K1×K2，500℃時(shí)K3=2.5×1.0=2.5，800℃時(shí)K3=0.15×2.5=0.375，可知升高溫度反應(yīng)③的平衡常減小，反應(yīng)③是放熱反應(yīng)，反應(yīng)③△H<0；反應(yīng)③氣體數(shù)減小所以 △S< 0；在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③的濃度積為Q=（5mol/L×5mol/L）/(3mol/L)3×1mol/L=0.93，Q< K3 平衡右移，此時(shí)v(正)>v(逆)；（4）甲醇燃料電池中甲醇作負(fù)極，所以負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ ；（5）通常狀況下，將0．2 mol/L的醋酸與0．1 mol/LBa(OH)2溶液等體積混合，恰好反應(yīng)生成醋酸鋇溶液，由于醋酸根水解使溶液呈堿性，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)、燃料電池、電解質(zhì)溶液