问题 填空题

氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。

(1)已知:①=mol

=mol 

=mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                      

(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应:

①一定条件下的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则          (填“<”、“>”或“=",下同);A、B、C三点处对应平衡常数()的大小关系为          

②100℃时,将1 mol 和2 mol 通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是            (填序号)。

a.容器的压强恒定

b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 molH2

c.容器内气体密度恒定

d.

如果达到平衡时的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K=           

(3)某实验小组利用CO(g)、、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为            

答案

(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ∆H=-442.8kJ•mol‾1(2分)

(2)① >(1分)KA=KB>KC(1分)

②ad(1分)2.25(mol•L‾12(2分)

(3)CO-2e‾+4OH‾=CO32‾+2H2O(2分)

题目分析:(1)首先写出反应的化学方程式并注明状态,然后根据盖斯定律求∆H,∆H=1/2×∆H1—1/2∆H2+2×∆H3=-442.8kJ•mol‾1,进而得出热化学方程式。

(2)①CH4与H2O的反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,根据图像可以看出T1时CH4的转化率高,所以T1 > T2;A、B点温度相同为T1,C点温度为T2,温度较低,所以平衡常数大小关系为:KA=KB>KC

②CH4与H2O的反应为气体系数变化,在恒容容器中进行的反应。a、若反应没有平衡,压强要发生变化,容器内的压强恒定,说明反应平衡,正确;b、消耗CH4与生成H2都是正反应方向,无法判断反应是否平衡,错误;c、因为质量守恒定律,气体的质量不变,容器体积不变,所以气体密度为定值,无法判断反应是否平衡,错误;d、正逆反应速率之比等于化学方程式的系数之比,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡,正确;根据平衡时CH4的转化率为0.5,可求出CH4、H2O、CO、H2的平衡浓度分别为0.5mol•L‾1、1.5mol•L‾1,0.5mol•L‾1、1.5mol•L‾1,根据平衡常数表达式可求出平衡常数为:2.25(mol•L‾12

(3)根据电池示意图,CO在负极失电子,根据化合价变化配平可得电极方程式:CO-2e‾+4OH‾=CO32‾+2H2O

选择题
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