Question

化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用。
Ⅰ、如圖裝置所示，A、B中的電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在浸有Na₂SO₄溶液的濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極。若A、B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切斷K₁，閉合K₂、K₃通直流電。

回答下列問題：
（1） a是電源的   極，寫出A中的電極反應式為_____。
（2）濕的Na₂SO₄濾紙條上能觀察到的現象有____________。
（3）電解一段時間后，A、B中均有氣體包圍電極，若此時切斷K₂、K₃，閉合K₁，發現電流表的指針移動，寫出此時B中的電極反應式為          。
Ⅱ、甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。工業上一般采用下列反應合成甲醇：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)   ΔH，下表所列數據是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(K)。請回答下列問題：

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

 
（4）由表中數據判斷ΔH       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（5）其他條件不變，只改變其中一個條件，下列措施可提高甲醇產率的是     。
A．升高溫度；B．使用合適的催化劑；C．縮小容器的容積；D．充入過量的H₂；E．恒壓時，充入He；F．從體系中分離出CH₃OH
（6）某溫度下，將2mol CO和6 mol H₂充入2L密閉容器中，反應進行到4min末達到平衡，此時測得c(CO) ＝0.2 mol/L ，則0~4min內H₂的反應速率為     ；若保持溫度容積不變再向其中充入一定量的CH₃OH，重新達到化學平衡狀態，與原平衡狀態相比，此時平衡混合氣體中CH₃OH的體積分數     （填“變大”、“變小”、或“不變”）。

Answer 1

（1）負（2分），4OH^――4e^―=O₂↑+2H₂O（2分）
（2）紫色向D極移動，C、D兩極附近均有氣泡產生（2分）
（3）H₂―2e^―+2OH^―=2H₂O（2分）
（4）＜（2分）
（5）C、D、F（2分，少選1個扣1分，扣完為止；選錯1個記0分）
（6）0.4mol/（L·min）（2分，無單位扣1分），變大（2分）

試題分析：（1）切斷K₁，閉合K₂、K₃通直流電，電解水槽中KOH溶液，產生氧氣和氫氣，所以B產生氫氣，為陰極；A產生氧氣，為陽極；a是電源的負極，寫出A中的電極反應式為4OH^――4e^―=O₂↑+2H₂O；（2）在濕的Na₂SO₄濾紙條上電解水，D與電源的正極相連為陽極，陰離子高錳酸鉀根離子向D極移動，兩極分別產生氧氣和氫氣；（3）電解一段時間后，A、B中均有氣體包圍電極，若此時切斷K₂、K₃，閉合K₁，形成氫氧燃料電池，介質為堿性，故B中的電極反應式H₂―2e^―+2OH^―=2H₂O；
（4）該反應中溫度高K值小，即溫度升高平衡逆向移動，反應放熱；（5）A．升高溫度，平衡逆向移動，錯誤；B．使用合適的催化劑，平衡不移動，錯誤；C．縮小容器的容積增大壓強，平衡正向移動，正確；D．充入過量的H₂   E．恒壓時，充入He，反應氣體壓強降低，平衡逆向移動，錯誤；F．從體系中分離出CH₃OH，平衡正向移動，正確。
（6）0.4mol/（L·min），若保持溫度容積不變再向其中充入一定量的CH₃OH，導致容器中壓強變大，平衡正向移動，CH₃OH的體積分數變大。