Question

由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產燃料甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)。該反應進行過程中能量的變化(單位為kJ/mol)如圖所示。請回答下列問題：

(1)觀察圖像可知上述反應過程中，斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量________________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成生成物中的化學鍵釋放的總能量。

(2)甲醇的結構類似于乙醇，試寫出甲醇的結構式：_________。甲醇分子中的化學鍵類型是________________(填“離子鍵”或“共價鍵”)。

(3)科研人員開發(fā)出一種新型甲醇燃料電池。其電解質溶液是KOH溶液，在該電池的負極發(fā)生反應的物質是________________，發(fā)生的是________________(填“氧化”或“還原”)反應。

(4)欲使合成甲醇的化學反應速率加快，請寫出兩條措施：_____。

(5)下列事實能表明該反應已達平衡狀態(tài)的是_______(填代號)。

A．CO₂(g)的濃度不再發(fā)生變化

B．單位時間內消耗1 mol CO₂的同時生成3 mol H₂

C．在—個絕熱的容器中，混合物的溫度不再發(fā)生變化

D．在一個容積固定的容器內，壓強不再發(fā)生變化

Answer 1

解析：本題考查了化學反應中的能量變化、結構式、化學鍵、化學反應速率和化學平衡等知識，意在考查考生綜合運用所學知識分析問題的能力。(1)由圖像可以看出，反應物的總能量高于生成物的總能量，因此該反應是放熱反應，即斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量小于形成生成物中的化學鍵釋放的總能量。(3)甲醇燃料電池中，負極通入甲醇，發(fā)生氧化反應。(4)欲使合成甲醇的化學反應速率加快，可以采取升高溫度、增大壓強、增大反應物的濃度、使用催化劑等措施。(5)可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，正反應速率等于逆反應速率，反應物濃度、生成物濃度均不再改變，A項正確；根據反應方程式可知，單位時間內消耗1 mol CO₂的同時生成3 mol H₂，正反應速率等于逆反應速率，表明該反應已達平衡狀態(tài)，B項正確；在一個絕熱的容器中，混合物的溫度不再發(fā)生變化，說明沒有能量交換，反應物濃度、生成物濃度均不再改變，表明該反應已達平衡狀態(tài)，C項正確；CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)是一個氣體分子數減小的反應，在一個容積固定的容器內，壓強不再發(fā)生變化，表明該反應已達平衡狀態(tài)，D項正確。

答案：(除標明外，每空1分)(1)小于

(2) 　共價鍵

(3)甲醇　氧化

(4)升高溫度、使用合適的催化劑、增大壓強、增大反應物的濃度等(任選2個，2分)

(5)ABCD(2分)