Question

【題目】甲醇來源豐富、價格低廉，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景。

（1）工業生產甲醇的常用方法是：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

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

若在恒溫恒容的容器內進行反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，下列表示該反應沒有達到平衡狀態的有________（填字母序號）。

A．CO百分含量保持不變 B．容器中混合氣體的密度不變化

C．有1個H—H鍵生成的同時有 3個C—H鍵生成 D．容器中混合氣體的壓強不變化

（2）制甲醇所需要的H2，可用下列反應制取：H2O(g)+CO(g) H2(g)+ CO2(g) △H＜0，某溫度下該反應達到平衡時，c(H2)·c(CO2)= c(CO)·c(H2O) 若起始時c(CO)=1mol/L-1，c(H2O)=1mol/L－1，試回答下列問題：

①該溫度下，反應進行一階段時間后，測得H2的濃度為0.5mol/L-1，則此時該反應v(正)__________v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）；

②若反應溫度不變，達到平衡后，H2O的轉化率為________。

（3）某實驗小組設計了甲醇以氫氧化鉀為電解質溶液的燃料電池裝置。

①試想該電池工作時，OH— 向_______極移動（填“負”或“正”）；

②工作一段時間后，測得溶液的pH減小，該電池負極反應的離子方程式為______________________。總反應的化學方程式______________________。

Answer 1

【答案】 -1548 kJ/mol BC = 50％ 負 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，根據蓋斯定律，②×2-2①+③得:2CH3OH（g）+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H = -1548 kJ/mol ；對反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)A、CO百分含量保持不變，反應處于平衡狀態，說明反應處于平衡狀態，故A正確；B、由于該反應在恒容條件下進行，氣體質量守恒，所以密度也不變，故容器中氣體的密度不再改變，不能說明反應處于平衡狀態，故B錯誤；C、有2個H-H鍵生成的同時有3個C-H鍵生成，才說明反應處于平衡狀態，故C錯誤；D、由于該反應是體積減小的反應，在反應到達平衡的過程中，壓強是不斷減小，當容器中氣體的壓強不再改變時，說明反應處于平衡狀態，故D正確；故選BC。

（2）

① H2O(g)+CO(g) H2(g)+ CO2(g)

初始濃度（mol/L－1）：1 1 0 0

變化濃度（mol/L－1）：0.5 0.5 0.5 0.5

末態濃度（mol/L－1）：0.5 0.5 0.5 0.5

此時濃度熵Qc=（0.5×0.5）/(0.5×0.5)=1，即反應處于平衡狀態，正反應速率等于逆反應速率。

②若反應溫度不變，達到平衡后，H2O的轉化率為0.5/1=0.5.

（3）某實驗小組設計了甲醇以氫氧化鉀為電解質溶液的燃料電池裝置。

①試想該電池工作時，OH— 向負極移動；②工作一段時間后，測得溶液的pH減小，該電池負極反應的離子方程式為2CH30H+12OH- -12e- =2 CO32- +12 H2O。總反應的化學方程式2CH30H+3O2+4KOH=2 K2CO3+6H2O。