Question

（2012?湖南模擬）乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以在一定條件下利用CO₂與H₂反應制得：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H＜0
請回答：
（1）該反應的化學平衡常數表達式為

c(CH3CH2OH)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

．
（2）當溫度T₁＞T₂時，化學平衡常數K₁

＜

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應已達化學平衡狀態的是

bd

（填字母序號）．
a．生成1molCH₃CH₂OH的同時，生成3mol H₂O
b．容器中各組分的物質的量濃度不隨時間而變化
c．容器中混合氣體的密度不隨時間而變化 
d．容器中氣體的分子總數不隨時間而變化
（4）在工業生產中，可使H₂的轉化率和化學反應速率同時提高的措施有

增大CO₂濃度或增大壓強

（寫出一條合理措施即可）．
（5）工業上，常以乙醇為原料生產乙醛．根據如圖所示信息，該反應是反應（填“放熱”或“吸熱”），判斷依據是

反應物的總能量大于生成物的總能量

．
（6）乙醇可以作為燃料電池的燃料．某乙醇燃料電池以乙醇為燃料，使用酸性電解質，該電池負極反應的電極反應式為

CH₃CH₂OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺

．

Answer 1

分析：（1）化學平衡常數指一定溫度下，可逆反應到達平衡狀態各生成濃度的系數次冪的乘積與各反應物濃度的系數次冪的乘積的比值，據此書寫；
（2）該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數減小；
（3）反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，以及由此衍生的一些物理量為定值，由此結合選項進行判斷；
（4）根據反應的特征，改變條件加快反應速率，同時平衡向正反應移動，結合外界條件對平衡移動影響解答，注意不能只增大氫氣的濃度；
（5）由圖象可知，乙醇與氧氣的總能量大于甲醛與水的總能量，根據能量守恒定律判斷反應的熱效應；
（6）負極反應氧化反應，乙醇在負極放電，酸性條件下生成二氧化碳與氫離子．

解答：解：（1）可逆反應2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）的平衡常數k=

c(CH3CH2OH)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

，
故答案為：

c(CH3CH2OH)?c3(H2O)

c2(CO2)?c6(H2)

；
（2）該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數減小，即溫度越高，平衡常數越小，溫度T₁＞T₂，故K₁＜K₂，故答案為：＜；
（3）a．生成1mol CH₃CH₂OH的同時，生成3mol H₂O，都表示正反應速率，二者始終按1：3進行，不能說明到達平衡，故a錯誤；
b．可逆反應到達平衡時，各組分的物質的量不變，體系中各組份的物質的量濃度不隨時間而變化，說明到達平衡，故b正確；
c．反應混合氣體的總質量不變，容器的體積不變，密度始終不變，體系中混合氣體的密度不隨時間而變化，不能說明到達平衡，故c錯誤；
d．隨反應進行混合氣體總的物質的量減小，體系中氣體的分子總數減少，體系中氣體分子總數不隨時間而變化，說明到達平衡，故d正確；
故答案為：bd；
（4）改變條件加快反應速率，同時平衡向正反應移動，可以增大CO₂濃度或增大壓強，反應速率加快，平衡向正反應移動氫氣的轉化率增大，
故答案為：增大CO₂濃度或增大壓強；
（5）由圖象可知，反應物的總能量大于生成物的總能量，故該反應物為放熱反應，
故答案為：放熱；反應物的總能量大于生成物的總能量；
（6）負極反應氧化反應，乙醇在負極放電，酸性條件下生成二氧化碳與氫離子，電極反應式為：CH₃CH₂OH-12 e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺，
故答案為：CH₃CH₂OH-12 e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺．

點評：本題考查化學平衡狀態判斷、平衡常數、化學平衡影響因素、原電池等，難度中等，（6）可以利用總反應式減正極電極反應式得負極電極反應式．