Question

（12分）甲醇是重要的化學工業(yè)基礎原料和液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示：

化學反應	平衡常數	溫度（℃）
500	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2．5	0．15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)	K2	1．0	2．50
③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

（1）反應②是 （填“吸熱”或“放熱”）反應。

（2）某溫度下反應①中H2的平衡轉化率（a）與體系總壓強(P)的關系如圖所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判斷反應③△H 0； △S 0（填“>”“=”或“<”）據反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3= （用K1、K2表示）。在500℃、2L的密閉容器中，進行反應③，測得某時刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物質的量分別為6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此時v(正) v(逆) （填“>”“=”或“<”）

（4）甲醇燃料電池通常采用鉑電極，其工作原理如圖所示，負極的電極反應為： 。

（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應可以合成乙酸。通常狀況下，將0．2 mol/L的醋酸與0．1 mol/LBa(OH)2溶液等體積混合，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序為 。

Answer 1

（12分）（1）吸熱（1分）

（2）=（1分）

（3）< 、<（各1分）；K3 = K1·K2 （2分）; >（2分）

（4）CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ （2分）

（5）c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）

【解析】

試題分析：（1）溫度升高，化學平衡常增大，反應②是吸熱反應；（2）平衡狀態(tài)由A變到B時，溫度不變，測平衡常數不變，所以平衡常數K(A)=K(B)；（3）①式+②式得③式，則K3=K1×K2，500℃時K3=2.5×1.0=2.5，800℃時K3=0.15×2.5=0.375，可知升高溫度反應③的平衡常減小，反應③是放熱反應，反應③△H<0；反應③氣體數減小所以 △S< 0；在500℃、2L的密閉容器中，進行反應③的濃度積為Q=（5mol/L×5mol/L）/(3mol/L)3×1mol/L=0.93，Q< K3 平衡右移，此時v(正)>v(逆)；（4）甲醇燃料電池中甲醇作負極，所以負極的電極反應為CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ ；（5）通常狀況下，將0．2 mol/L的醋酸與0．1 mol/LBa(OH)2溶液等體積混合，恰好反應生成醋酸鋇溶液，由于醋酸根水解使溶液呈堿性，則混合溶液中離子濃度由大到小的順序為c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。

考點：化學平衡常數、燃料電池、電解質溶液