Question

【題目】近年來甲醇用途日益廣泛，越來越引起商家的關注。工業上甲醇的合成途徑多種多樣。現在實驗室中模擬甲醇合成反應,在2 L密閉容器內，400 ℃時發生反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，體系中n(CO)隨時間的變化如表：

時間(s)	0	1	2	3	5
n(CO)(mol)	0.020	0.011	0.008	0.007	0.007

（1）圖中表示CH3OH 的變化的曲線是_______；

（2）下列措施不能提高反應速率的有_________(請用相應字母填空)；

a 升高溫度 b 加入催化劑 c 增大壓強 d 及時分離出CH3OH

（3）下列敘述能說明反應達到平衡狀態的是__________(請用相應字母填空)；

a.CO和H2的濃度保持不變

b.v(H2)=2 v(CO)

c.CO的物質的量分數保持不變

d.容器內氣體密度保持不變

e.每生成1molCH3OH的同時有2molH-H鍵斷裂

（4）CH3OH與O2的反應可將化學能轉化為電能，其工作原理如圖所示，圖中CH3OH從__________（填A或B）通入，b極的電極反應式是__________。

Answer 1

【答案】b d ac A O2+4e-+2H2O=4OH-

【解析】

(1)CH3OH是產物，隨反應進行濃度增大，平衡時物質的量為CO物質的量的變化量n(CO)；

(2) 根據影響化學反應速率的因素分析；

(3)當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變；

(4) CH3OH與O2的反應可將化學能轉化為電能，形成的是原電池反應，甲醇在負極失電子發生氧化反應，正極是氧氣得到電子發生還原反應。

（1）CH3OH是產物，隨反應進行物質的量增大，平衡時物質的量為CO物質的量的變化量n(CO)，表中CO的物質的量0~3s變化=0.02mol-0.007mol=0.013mol，所以圖象中只有b符合，

因此，本題正確答案是：b；

(2)升高溫度、增大壓強和使用催化劑都能使化學反應速率增大，及時分離出CH3OH，

使生成物濃度減小，逆反應速率減小，平衡正向移動，正反應速率也隨之減小，

因此，本題正確答案是：d；

(3) a.CO和H2的濃度保持不變，說明反應達到平衡狀態，故a正確；

b. 反應速率之比等于化學方程式計量數之比，v(H2)=2 v(CO)為正反應速率之比，故b錯誤； c.反應從開始到平衡的建立過程中CO的物質的量的分數在不斷改變，當CO的物質的量分數保持不變時，說明反應達到平衡狀態，故c正確；

d. 根據質量守恒定律知，混合物質量始終不變，容器的體積不變，則容器內混合氣體的密度始終不變，所以不能據此判斷是否達到平衡狀態，故d錯誤；

e.每生成1molCH3OH的同時有2molH-H鍵斷裂均表示正反應速率之比，所以不能據此判斷是否達到平衡狀態，故e錯誤。

因此，本題正確答案是：ac；

(4)電子由a流向b說明a為負極，b為正極，CH3OH與O2的反應可將化學能轉化為電能，甲醇失電子發生氧化反應，所以CH3OH從A通，B通入氧氣，b電極發生的電極反應為氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應為：O2+4e-+2H2O=4OH-，

因此，本題正確答案是：A；O2+4e-+2H2O=4OH-。