Question

过渡排放CO₂会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO₂转化为可利用的资源．其中一种方案就是将CO₂转化为可再生燃料甲醇（CH₃OH）．其化学方程式为：


请填空：
（1）写出上述反应的平衡常数表达式______：
（2）在容积为2L的密闭容器中，用一定量的二氧化碳和一定量氢气在一定条件下合成甲醇，实验结果如图所示．下列说法正确的是______（填序号）


A．在300℃，从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v（CH₃OH）=

nA

tA

mol?（L?min）^-1
B．反应体系从300℃升温到500℃，平衡常数K变化大
C．该反应的正反应为放热反应
D．处于C点的反应体系从300℃升高到500℃，

n(H2)

n(CH3OH)

增大
（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，该反应的热化学方程式为：______．
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极应加入或通入的物质是______；正极的电极反应式：______．

Answer 1

（1）根据K=生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，得出K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

，故答案为：K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；
（2）A、化学反应速率等于单位时间内物质浓度的变化量，甲醇的平均反应速率v（CH₃OH）=

nA 2

tA

mol?（L?min）^-1，故A错误；
B、根据图示信息：升高温度，甲醇的物质的量减少，所以反应逆向进行，即反应是放热反应，对于放热反应，升高温度，平衡常数减小，故B错误；
C、根据图示信息：升高温度，甲醇的物质的量减少，所以反应逆向进行，即反应是放热反应，故C正确；
D、C点时反应达到平衡状态，升高温度，对于该放热反应，平衡逆向进行，所以

n(H2)

n(CH3OH)

增大，故D正确；
故选CD．
（3）16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，则1mol 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出725.8kJ的热量，即热化学方程式为：
CH₃OH（l）+

3

2

 O₂=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol，故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

 O₂=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol；
（4）甲醇为原料的燃料电池中，燃料甲醇为负极，发生失电子的氧化反应，氧气是正极，发生得电子得还原反应，根据所给试剂，只能选择氢氧化钠为电解质，在碱性环境下，氧气的放电情况为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：甲醇；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．