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，隨著反應進行物質的量增大，平衡時的物質的量等于CO物質的量的變化量Δn(CO)，圖表中CO的物質的量0-3s變化=0.02mol-0.007mol=0.013mol，因而CO變化濃度為0.013mol÷2L=0.0065mol/L，CO和甲醇計量數相同，所以圖象中只有b符合，因此，本題答案填b；

（2）d項分離出CH3OH，正反應速率不變，逆反應速率減小，因而不能提高反應速率，a項升高溫度可以加快反應速率，b項加催化劑，降低活化能，加快反應速率，c項增大壓強相當于增加氣體的濃度，反應速率加快，故答案選d；

（3）a.CO和H2的濃度保持不變，表明該反應處于平衡狀態，正確，b.v(H2)=2v(CO)中沒有表示正逆反應速率，因而不能判斷平衡，錯誤，c.CO的物質的量分數保持不變表示CO的含量不變，即該反應處于平衡狀態，正確，d.氣體密度等于氣體總質量除以容器的體積，由于該反應都是氣體，氣體總質量不變，容器又是恒容，因而密度始終不變，所以不能判斷平衡，錯誤，e.每生成1molCH3OH的同時有2molH-H鍵斷裂，根據反應特點，兩者都表示正反應速率，因而不能判斷平衡，錯誤，故答案選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為電能，甲醇失電子發生氧化反應，所以CH3OH從A通入，B通入氧氣，b電極發生的電極反應式為氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應為：O2+4e-+2H2O=4OH-。