Question

【題目】近年來甲醇用途日益廣泛，工業上甲醇的合成途徑多種多樣。現有實驗室中模擬甲醇合成反應，在2L密閉剛性的容器內，加入物質的量之比為的和，400℃時反應：

體系中隨時間的變化如下表：

時間（s）	0	1	2	3	5
	0.020	0.011	0.008	0.007	0.007

(1)用表示從0~2s內該反應的平均速率_______________。

(2)能說明該反應已達到平衡狀態的是_______________。

a． b．容器內壓強保持不變

c． d．容器內密度保持不變

(3)達到平衡時，甲醇在平衡體系中的體積分數為__________（保留小數點后一位）。

(4)與的反應可將化學能轉化為電能，若用硫酸做電解質溶液形成原電池，應通入電池的_________極（“正”、“負”），且正極的電極反應式為_____________。

Answer 1

【答案】 bc 38.2% 負

【解析】

（1）根據計算υ（CO），再利用速率之比等于化學計量數之比計算υ（H2）；
（2）當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的某些物理量也不變；
（3）達到平衡時，可先列出反應的三段式，再求算甲醇在平衡體系中的體積分數；
（4）CH3OH與O2的反應可將化學能轉化為電能，形成的是原電池反應，甲醇在負極失電子發生氧化反應，正極是氧氣得到電子發生還原反應。

（1）0～2s內，=0.003mol/（Ls），υ（H2）=2υ（CO）=0.006molL-1s-1，故答案為：0.006molL-1s-1；
（2）a．2υ（CH3OH）=υ（H2）未指明反應速率的方向，不能判斷反應是否達到平衡狀態，故a不選；
b．該反應前后氣體的體積發生變化，當容器內壓強保持不變說明反應達到平衡狀態，故b選；
c．2υ逆（CO）=υ正（H2），可說明CO表示的正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故c選；
d．根據質量守恒定律知，反應中混合的氣體質量始終不變，容器的體積不變，則容器內混合氣體的密度始終不變，所以不能據此判斷是否達到平衡狀態，故d不選；
故答案為：bc；

（3）達到平衡時，根據題中信息及表格數據，可列出該反應的三段式如下：

則甲醇在平衡體系中的體積分數為 ，故答案為38.2%；
（4）CH3OH與O2的反應可將化學能轉化為電能，甲醇失電子發生氧化反應，所以CH3OH應通入電池的負極，O2通入電池的正極，由于用硫酸作電解質溶液，正極的電極反應為氧氣得到電子生成水，電極反應為：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案為：負，O2+4e-+4H+=2H2O。