【題目】14分)二氧化碳是引起溫室效應的主要物質(zhì),節(jié)能減排,高效利用能源,能夠減少二氧化碳的排放。

1.在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中,通入2 molCO23mol H2,發(fā)生的反應為:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g),△H=-akJ·mol1a0), 測得CO2(g)CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是________。

ACO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變

B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化

C.單位時間內(nèi)每消耗1.2mol H2,同時生成0.4molH2O

D.反應中H2OCH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1,且保持不變

下列措施中能使增大的是________(選填編號)。

A.升高溫度

B.恒溫恒容下充入He(g)

C.將H2O(g)從體系中分離

D.恒溫恒容再充入2 mol CO23 mol H2

計算該溫度下此反應的平衡常數(shù)K_________。若改變條件 (填選項),可使K1。

A.增大壓強 B.增大反應物濃度 C.降低溫度 D.升高溫度 E.加入催化劑

2)某甲醇燃料電池原理如圖1所示。

①M區(qū)發(fā)生反應的電極反應式為______________________ _________。

用上述電池做電源,用圖2裝置電解飽和食鹽水(電極均為惰性電極),則該電解反應的總反應的離子方程式為: 。假設溶液體積為300mL,當溶液的pH值變?yōu)?/span>13時(在常溫下測定),理論上消耗甲醇的質(zhì)量為______________(忽略溶液體積變化)。

3)有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:

已知:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) △H=-a kJ·mol1;

CH3OH(g)CH3OH(l) △H=-b kJ·mol1

2H2(g)O2(g)2H2O(g) △H=-c kJ·mol1

H2O(g)H2O(l) △H=-d kJ·mol1,

則表示CH3OHl燃燒熱的熱化學方程式為:________________________ _________。

【答案】1①AB ②CD ③0.20 C 2①CH3OH6eH2OCO26H

②2Cl+2H2O H2↑+Cl2↑+2 OH 0.16g

CH3OH(l) O2(g) CO2(g) 2H2O(l) ΔH=-(c2dabkJ·mol1

【解析】

試題解析:1未平衡CO2的體積分數(shù)是個變化的量,現(xiàn)在混合氣體CO2的體積分數(shù)保持不變,說明已經(jīng)平衡了,故A正確;未平衡時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是個變化的量,現(xiàn)在不隨時間的變化而變化,說明已經(jīng)達平衡狀態(tài),故B正確;單位時間內(nèi)每消耗1.2mol H2,向正方向,同時生成0.4mol H2O,也向正方向,不能反映正逆反應之間的關系,故C錯誤;反應中H2OCH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11,且保持不變,不能說明各自的量不再隨時間的變化而變化,故C錯誤;升高溫度,平衡逆向移動,故比值減小,故A錯誤;恒溫恒容下充入Heg),平衡不移動,故比值不變,故B錯誤;將H2Og)從體系中分離,平衡正向移動,故比值變大,故C正確;恒溫恒容再充入2mol CO23mol H2,相當于增大壓強,平衡正向移動,故比值變大,故D正確;

③CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og

初始(mol/L 1 1.5 0 0

變化(mol/L 0.25 0.75 0.25 0.25

平衡(mol/L 0.75 0.75 0.25 0.25

所以: K==0.20,而平衡常數(shù)是溫度的函數(shù),只有通過改變溫度,來改變平衡常數(shù),正反應量放熱反應,降低溫度,K值變大;(2①M區(qū)是質(zhì)子流出的一極,應是原電池的負極,發(fā)生氧化反應,電極反應式為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;用惰性電極,電解飽和食鹽水總的電極反應式為2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-pH值變?yōu)?/span>13時,pOH=1,COH-=10-1mol/L,nOH-=10-1mol/L×300mL×10-3L/mL=0.03mol,由CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-可知:

CH3OH 6e- 6OH-

32g 6mol

mCH3OH 0.03mol

mCH3OH=32g×0.03mol÷6mol=0.16g;

3)應用蓋斯定律解題,△H=-△H1-△H2+△H3+2△H4=-c+2d-a-bkJmol-1,所以CH3OHl)燃燒熱的熱化學方程式為CH3OHl+O2g=CO2g+2H2Ol△H=-c+2d-a-bkJmol-1

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