现代工业将煤汽化.既可以提高燃料的利用率.减少CO.SO2等的排放.又可以扩大水煤气的用途．甲醇是一种可再生能源.具有开发和应用的广阔前景.工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)．(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2．②以下有关说� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

现代工业将煤汽化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO₂等的排放，又可以扩大水煤气的用途．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．

（1）如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
①T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有关说法正确的是

a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产率
d．某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%
（2）已知在常温常压下①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1③H₂O（g）=H₂O（1）△H=-ckJ?mol^-1
则：CH₃OH（1）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（1）△H=

kJ?mol^-1
（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．
①该电池正极的电极反应式为

．
②工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO₂时，有

个电子发生转移．
（4）以上述电池做电源，用图3所示装置，在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是

、

（用相关的电极反应式和离子方程式表示）

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡状态的判断,电解原理

专题：

分析：（1）①温度对化学平衡常数的影响和反应的吸放热有关；
②a．反应前后气体的体积不等，恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化；
b．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍，都是指正反应速率；
c、使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动；
d、某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

2-0.2×2

×100%=80%；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标方程式，反应热越乘以相应的系数并进行相应的计算．
（3）在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，发生失电子的氧化反应，氧气作正极，发生得电子的还原反应，根据电极反应以及电子守恒来计算转移电子的量；
（4）根据电解池的工作原理和双水解原理知识来回答．

解答： 解：（1）①对于放热反应，温度越高，化学平衡常数越小，T₂＞T₁，反之越大，所以K₁＞K₂，故答案为：＞；
②a．反应前后气体的体积不等，恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化，可说明达到平衡状态，故a正确；
b．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍，都是指正反应速率，故b错误；
c、使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动，甲醇的转化率不变，故c错误；
d、某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

2-0.2×2

×100%=80%，故d正确；
故选：ad；
（3）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1，
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知，则

①-②+③×4

可得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l），则△H=

(-a)-(-b)+(-c)×4

kJ/mol=

b-a-4c

kJ/mol，
故答案为：

b-a-4c

．
（3）①在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，氧气作正极，电解质中的阳离子移向正极，所以b口通入的物质为甲醇，c口通入的物质为氧气，该电池正极是氧气发生得电子的还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
②当6.4g即

6.4

=0.2mol甲醇完全反应生成CO₂时，根据总反应：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，消耗氧气0.3mol，转移电子1.2NA；
故答案为：1.2NA；
（4）在电解池中，金属铝为阳极，发生电极反应：Al→Al³⁺+3e^-，铝离子会和碳酸氢根离子之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，即Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，溶液逐渐变浑浊，故答案为：Al-3e^-→Al³⁺；Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

点评：本题是一道关于化学平衡状态的判断、化学平衡的移动以及燃料电池的工作原理知识的考题，电解原理应用，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度不大．

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