问题 填空题

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

Ⅰ、如图装置所示,A、B中的电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在浸有Na2SO4溶液的滤纸条上的铂夹;电源有a、b两极。若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切断K1,闭合K2、K3通直流电。

回答下列问题:

(1) a是电源的   极,写出A中的电极反应式为_____。

(2)湿的Na2SO4滤纸条上能观察到的现象有____________。

(3)电解一段时间后,A、B中均有气体包围电极,若此时切断K2、K3,闭合K1,发现电流表的指针移动,写出此时B中的电极反应式为          

Ⅱ、甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)   ΔH,下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。请回答下列问题:

温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
 

(4)由表中数据判断ΔH       0(填“>”、“<”或“=”)。

(5)其他条件不变,只改变其中一个条件,下列措施可提高甲醇产率的是     

A.升高温度;B.使用合适的催化剂;C.缩小容器的容积;D.充入过量的H2;E.恒压时,充入He;F.从体系中分离出CH3OH

(6)某温度下,将2mol CO和6 mol H2充入2L密闭容器中,反应进行到4min末达到平衡,此时测得c(CO) =0.2 mol/L ,则0~4min内H2的反应速率为     ;若保持温度容积不变再向其中充入一定量的CH3OH,重新达到化学平衡状态,与原平衡状态相比,此时平衡混合气体中CH3OH的体积分数     (填“变大”、“变小”、或“不变”)。

答案

(1)负(2分),4OH―4e=O2↑+2H2O(2分)

(2)紫色向D极移动,C、D两极附近均有气泡产生(2分)

(3)H2―2e+2OH=2H2O(2分)

(4)<(2分)

(5)C、D、F(2分,少选1个扣1分,扣完为止;选错1个记0分)

(6)0.4mol/(L·min)(2分,无单位扣1分),变大(2分)

题目分析:(1)切断K1,闭合K2、K3通直流电,电解水槽中KOH溶液,产生氧气和氢气,所以B产生氢气,为阴极;A产生氧气,为阳极;a是电源的负极,写出A中的电极反应式为4OH―4e=O2↑+2H2O;(2)在湿的Na2SO4滤纸条上电解水,D与电源的正极相连为阳极,阴离子高锰酸钾根离子向D极移动,两极分别产生氧气和氢气;(3)电解一段时间后,A、B中均有气体包围电极,若此时切断K2、K3,闭合K1,形成氢氧燃料电池,介质为碱性,故B中的电极反应式H2―2e+2OH=2H2O;

(4)该反应中温度高K值小,即温度升高平衡逆向移动,反应放热;(5)A.升高温度,平衡逆向移动,错误;B.使用合适的催化剂,平衡不移动,错误;C.缩小容器的容积增大压强,平衡正向移动,正确;D.充入过量的H2   E.恒压时,充入He,反应气体压强降低,平衡逆向移动,错误;F.从体系中分离出CH3OH,平衡正向移动,正确。

(6)0.4mol/(L·min),若保持温度容积不变再向其中充入一定量的CH3OH,导致容器中压强变大,平衡正向移动,CH3OH的体积分数变大。

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