Question

【題目】利用CO和H2合成甲醇，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．今在一容積可變的密閉容器中，充有10mol CO和20mol H2用于合成甲醇．CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示：
（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 ．
（2）上述合成甲醇的反應(yīng)為反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）． A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為 ． A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)大小關(guān)系是PAPB（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）若將達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)生成的甲醇用于構(gòu)成甲醇一氧氣燃料電池，電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，則該電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為 ， 理論上通過外電路的電子最多為mol．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）放熱；KA=KB＞KC；小于
（3）CH3OH（g）+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+1；30
【解析】解：（1）反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），平衡常數(shù)K= ，所以答案是： ；（2）從圖上可見，在P2時(shí)，隨溫度的升高CO的轉(zhuǎn)化率越來越低，可見，升溫時(shí)平衡向逆向移動(dòng)，據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)放熱．化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，該反應(yīng)放熱，溫度越高平衡逆向移動(dòng)，K值減小．相同溫度下，增大壓強(qiáng)平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大，即CO轉(zhuǎn)化率越大壓強(qiáng)越大，所以答案是：放熱； KA=KB＞KC；小于；（3）甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，負(fù)極電極反應(yīng)為：CH3OH（g）+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+ ． 由圖示可知，在平衡狀態(tài)A時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為0.5，可知生成甲醇的物質(zhì)的量為5mol，根據(jù)電極反應(yīng)式可知失去電子數(shù)為：5mol×6=30mol，所以答案是：CH3OH（g）+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+；30．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．