*醇（CH3OH）是重要的溶劑和替代燃料，工業上用CO和H2在一定條件下製備CH3OH的反應為CO(g)+2H...

問題詳情：

*醇（CH3OH）是重要的溶劑和替代燃料，工業上用CO和H2在一定條件下製備CH3OH的反應為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)； △H。

（1）在體積為1L的恆容密閉容器中，充入2molCO和4molH2，一定條件下發生上述反應，測得CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖*所示。

①從反應開始到5min，用*氣表示的平均反應速率v(H2)=________。

②下列説法正確的是________（填序號）。

A. 達到平衡時，H2的轉化率為75%

B. 5min後容器中壓強不再改變

C. 達到平衡後，再充入氬氣，反應速率增大

D. 2min前v(正)＞v(逆)，2min後v(正)＜v(逆)

（2）某温度下，在一恆壓容器中分別充入1.2molCO和1molH2，達到平衡時容器體積為2L，且含有0.4molCH3OH(g)，則該反應平衡常數的值為__________。

（3）*醇是一種新型的汽車動力燃料。已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱分別為285.8kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol，則*醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式為________。

（4）現有容積均為1L的a、b、c三個密閉容器，往其中分別充入1molCO和2molH2的混合氣體，控制温度，進行反應，測得相關數據的關係如圖所示。b中*醇體積分數大於a中的原因是____________。達到平衡時，a、b、c中CO的轉化率大小關係為___________。

（5）*醇作為一種燃料還可用於燃料電池。在温度為650℃的熔融鹽燃料電池中用*醇、空氣與CO2的混合氣體作反應物，鎳作電極，用Li2CO3和Na2CO3混合物作電解質。該電池的負極反應式為___________________________。

【回答】

【*】    (1). 0.6mol/(L·min)     (2). A B    (3). 50 L2 / mol2(不寫單位不影響得分)    (4). CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)  △H=－443.5kJ·mol－1    (5). b中温度高，反應速率快，反應相同時間生成的*醇多，體積分數大    (6). a＞b＞c    (7). CH3OH－6e－+3CO32－=4CO2↑+2H2O

【解析】

【分析】

（1）①根據v=Δc/Δt計算v(H2)；

②H2的轉化率=H2的濃度變化量/H2的濃度初始量×100%；根據圖像5min後容器中氣體物質的量不再改變；恆容密閉容器中達到平衡後，再充入氬氣，反應物濃度不變，反應速率不變；2min前後，反應都正向進行；

（2）利用“三段式”計算平衡常數；

（3）根據蓋斯定律計算*醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的焓變；

（4）b中温度高，反應速率快，反應相同時間生成的*醇多，使得b中*醇體積分數大於a；達到平衡時，a、b、c三個容器的反應温度不同，a容器温度最低，c容器的反應温度最高，根據反應放熱可判斷出，升高温度，平衡逆向移動，*醇的體積分數減小，故應為a＞b＞c；

（5）根據電池的負極反應物為*醇，寫出電極方程式。

【詳解】（1）①由圖可知，平衡時*醇的濃度為1.5mol/L，則v（CH3OH）=1.5mol/L÷5min=0.3mol/（L·min），速率之比等於其化學計量數之比，則v（H2）=2v（CH3OH）=0.6mol/（L·min），故*為：0.6mol/（L·min）。

②A.由圖可知，CO的起始濃度為2mol/L、平衡時濃度為0.5mol/L，則△c（CO）=2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，則*氣濃度變化量為1.5mol/L×2=3mol/L，*氣轉化率=3mol/L/（4mol÷1L）×100%=75%，故A正確；

B.根據圖像，5min後反應達到平衡，容器中壓強不再改變，故B正確；

C.達到平衡後，再充入氬氣，體積不變，反應物的濃度不變，反應速率不變，故C錯誤；D.2min前反應正向進行，v(正)＞v(逆)，2min後5min前反應仍正向進行，v(正)＞v(逆)，故D錯誤。

故*為：AB。

（2）         CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

起始（mol/L）  0.6      0.5             0

轉化（mol/L）  0.2      0.4            0.2

平衡（mol/L）  0.4      0.1            0.2

所以該反應平衡常數K=0.2mol/L[0.4mol/L×（0.1mol/L）2]=50L2/mol2，

故*為：50L2/mol2。

（3）由CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1，則①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ•mol-1，②CH3OH（l）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5kJ•mol-1，由蓋斯定律可知，②-①得反應CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l），則△H=-726.5kJ•mol-1-（-283.0kJ•mol-1）=-443.5kJ•mol-1，故*為：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ•mol-1。

（4）b中温度高，反應速率快，反應相同時間生成的*醇多，使得b中*醇體積分數大於a；達到平衡時，a、b、c三個容器的反應温度不同，a容器温度最低，c容器的反應温度最高，根據反應放熱可判斷出，升高温度，平衡逆向移動，*醇的體積分數減小，故應為a＞b＞c，故*為：b中温度高，反應速率快，反應相同時間生成的*醇多，體積分數大；a＞b＞c。

（5）在温度為650℃的熔融鹽燃料電池中用*醇、空氣與CO2的混合氣體作反應物，鎳作電極，用Li2CO3和Na2CO3混合物作電解質。該電池的負極反應物為*醇，反應式為CH3OH－6e－+3CO32－=4CO2↑+2H2O，故*為：CH3OH－6e－+3CO32－=4CO2↑+2H2O。

知識點：電離平衡 水解平衡

題型：實驗,探究題