Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。一氧化碳與氫氣可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0

（1）若該反應在恒溫恒容條件下進行，下列說法正確的是_________；

a．若混合氣體的平均摩爾質量不再改變，說明反應已達化學平衡狀態

b．反應達到平衡后，通入氬氣使壓強增大，平衡向右移動，CO轉化率增大

c．反應達到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小

d．若使用催化劑，會改變反應的途徑，反應的焓變減小

（2）某溫度下，在一個容積為2L的密閉容器中進行該反應，已知此溫度下的平衡常數K=50 ，反應到某時刻測得各組分的物質的量如下：

物質	CO	H2	CH3OH
物質的量/mol	0.4	0.4	0.8

請比較此時正、逆反應速率的大小：v正 ____v逆（填“>”、“<”或“=”）

（3）CO平衡轉化率（α）與溫度和壓強的關系如圖所示。CO平衡轉化率[α(CO)] 隨溫度升高而______（填“增大”或“減小”），其原因是_______。圖中的壓強由大到小的順序為________，其判斷理由是________。

（4）在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，若電解質溶液為酸性，則，負極的反應式為_______________________，正極的反應式為________________________。

Answer 1

【答案】 a c = 減小 升高溫度時，該反應為放熱反應，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大； P1＞P2＞P3 相同溫度下，由于該反應為氣體分子數減小的反應，加壓有利于提升CO的轉化率 CH3OH+H2O-6e--═CO2+6H+ O2+4H++4e--═2H2O

【解析】（1）a．該反應前后氣體的物質的量發生變化，但質量不變，混合氣體的平均摩爾質量不再改變，說明反應已達化學平衡狀態，故正確；b．反應達到平衡后，通入氬氣，壓強不變，但反應物和生成物的濃度不變，平衡不移動，CO轉化率不變，故錯誤；c．反應達到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，故正確；d．使用催化劑，會改變反應的途徑，但反應的焓變不變，故錯誤；故答案為：a c；

（2）此時Qc===K=50L2mol-2，所以反應處于平衡狀態，正、逆反應速率相等，故答案為：=；

（3）由圖可知，壓強一定時，隨溫度的升高，CO的轉化率減小，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡體系中CO的量增大， CO的轉化率減小；該反應為氣體分子數減小的反應，相同溫度下，加壓有利于提升CO的轉化率，故壓強：P1＞P2＞P3，故答案為：減小；該反應為放熱反應，升高溫度時，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大，CO的轉化率減小；P1＞P2＞P3；相同溫度下，正反應為氣體分子數減小的反應，增大壓強有利于提升CO的轉化率；

（4）在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，若電解質溶液為酸性，負極上甲醇發生氧化反應，反應式為CH3OH+H2O-6e--═CO2+6H+，正極上氧氣發生還原反應，反應式為O2+4H++4e--═2H2O，故答案為：CH3OH+H2O-6e--═CO2+6H+；O2+4H++4e--═2H2O。