Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開(kāi)發(fā)利用，引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)。該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化(單位為kJ/mol)如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

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

(2)甲醇的結(jié)構(gòu)類似于乙醇，試寫出甲醇的結(jié)構(gòu)式：_________。甲醇分子中的化學(xué)鍵類型是________________(填“離子鍵”或“共價(jià)鍵”)。

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

(4)欲使合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)速率加快，請(qǐng)寫出兩條措施：_____。

(5)下列事實(shí)能表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_______(填代號(hào))。

A．CO₂(g)的濃度不再發(fā)生變化

B．單位時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO₂的同時(shí)生成3 mol H₂

C．在—個(gè)絕熱的容器中，混合物的溫度不再發(fā)生變化

D．在一個(gè)容積固定的容器內(nèi)，壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

Answer 1

解析：本題考查了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、結(jié)構(gòu)式、化學(xué)鍵、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等知識(shí)，意在考查考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題的能力。(1)由圖像可以看出，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中的化學(xué)鍵釋放的總能量。(3)甲醇燃料電池中，負(fù)極通入甲醇，發(fā)生氧化反應(yīng)。(4)欲使合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)速率加快，可以采取升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑等措施。(5)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)物濃度、生成物濃度均不再改變，A項(xiàng)正確；根據(jù)反應(yīng)方程式可知，單位時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO₂的同時(shí)生成3 mol H₂，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；在一個(gè)絕熱的容器中，混合物的溫度不再發(fā)生變化，說(shuō)明沒(méi)有能量交換，反應(yīng)物濃度、生成物濃度均不再改變，表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，在一個(gè)容積固定的容器內(nèi)，壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。

答案：(除標(biāo)明外，每空1分)(1)小于

(2) 　共價(jià)鍵

(3)甲醇　氧化

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

(5)ABCD(2分)