Question

【题目】甲醇来源丰富、价格低廉，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。

（1）工业生产甲醇的常用方法是：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = —91kJ/mol。

已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = —580kJ/mol；

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = —570kJ/mol

计算2CH3OH（g）+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H = ________________。

若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，下列表示该反应没有达到平衡状态的有________（填字母序号）。

A．CO百分含量保持不变 B．容器中混合气体的密度不变化

C．有1个H—H键生成的同时有 3个C—H键生成 D．容器中混合气体的压强不变化

（2）制甲醇所需要的H2，可用下列反应制取：H2O(g)+CO(g) H2(g)+ CO2(g) △H＜0，某温度下该反应达到平衡时，c(H2)·c(CO2)= c(CO)·c(H2O) 若起始时c(CO)=1mol/L-1，c(H2O)=1mol/L－1，试回答下列问题：

①该温度下，反应进行一阶段时间后，测得H2的浓度为0.5mol/L-1，则此时该反应v(正)__________v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）；

②若反应温度不变，达到平衡后，H2O的转化率为________。

（3）某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。

①试想该电池工作时，OH— 向_______极移动（填“负”或“正”）；

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池负极反应的离子方程式为______________________。总反应的化学方程式______________________。

Answer 1

【答案】 -1548 kJ/mol BC = 50％ 负 2CH30H+12OH- -12e- =2 CO32- +12 H2O 2CH30H+3O2+4KOH=2 K2CO3+6H2O

【解析】（1）①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = —91kJ/mol；②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = —580kJ/mol；③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = —570kJ/mol，根据盖斯定律，②×2-2①+③得:2CH3OH（g）+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H = -1548 kJ/mol ；对反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)A、CO百分含量保持不变，反应处于平衡状态，说明反应处于平衡状态，故A正确；B、由于该反应在恒容条件下进行，气体质量守恒，所以密度也不变，故容器中气体的密度不再改变，不能说明反应处于平衡状态，故B错误；C、有2个H-H键生成的同时有3个C-H键生成，才说明反应处于平衡状态，故C错误；D、由于该反应是体积减小的反应，在反应到达平衡的过程中，压强是不断减小，当容器中气体的压强不再改变时，说明反应处于平衡状态，故D正确；故选BC。

（2）

① H2O(g)+CO(g) H2(g)+ CO2(g)

初始浓度（mol/L－1）：1 1 0 0

变化浓度（mol/L－1）：0.5 0.5 0.5 0.5

末态浓度（mol/L－1）：0.5 0.5 0.5 0.5

此时浓度熵Qc=（0.5×0.5）/(0.5×0.5)=1，即反应处于平衡状态，正反应速率等于逆反应速率。

②若反应温度不变，达到平衡后，H2O的转化率为0.5/1=0.5.

（3）某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。

①试想该电池工作时，OH— 向负极移动；②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池负极反应的离子方程式为2CH30H+12OH- -12e- =2 CO32- +12 H2O。总反应的化学方程式2CH30H+3O2+4KOH=2 K2CO3+6H2O。