*醇是一種重要的化工原料，在生產中有着重要的應用。(1)已知：①CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g...

問題詳情：

*醇是一種重要的化工原料，在生產中有着重要的應用。

(1)已知：①CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)    △H＝－638.5kJ·mol－1

②CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)    △H＝－283.0kJ·mol－1

③H2O(l)＝H2O(g)    △H＝＋44.0kJ·mol－1

則反應CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(l)的△H＝____kJ·mol-1。

(2)工業上利用合成氣(主要成分爲CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成*醇，發生的主要反應如下：

Ⅰ(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)        △H1

Ⅱ2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)        △H2＜0

Ⅲ2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)        △H3＞0

①已知升高溫度，反應Ⅰ的平衡常數K減小，則該反應的△H1____0(填“＞”或“＜”)

②對反應Ⅱ而言，下列敘述中，能說明該反應達到平衡狀態的是____。

a.單位時間內消耗1molCO2的同時生成3molH2

b.反應過程中c(CO2)：c(CH3OH)＝1：1

c.恆溫恆容時，混合氣體的密度保持不變

d.絕熱恆容時，反應的平衡常數不再變化

③上述反應體系中，當合成氣的組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.50時，體系中CO的平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關係如圖所示。則圖中壓強由大到小的順序爲____，α(CO)值隨溫度升高而減小的原因是____。

(3)用*醇、二氧化碳可以在一定條件下合成碳*二*酯(CH3OCOOCH3，簡稱DMC)，其反應的化學方程式爲：2CH3OH(g)＋CO2(g)⇌CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)。在體積爲2L的密閉容器中投入4molCH3OH和2molCO2合成DMC，一定條件下CO2的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的變化關係如圖所示。則：

①A點時該反應的平衡常數K＝____(mol·L-1)-1。

②A、B、C三點的速率v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的順序爲____。

(4)寫出以KOH溶液爲電解質溶液，*醇燃料電池的負極反應式：____。

【回答】

-443.5 kJ·mol－1    <    ad    P3>P2>P1    升高溫度時，反應Ⅰ是放熱反應，平衡向逆反應方向移動，使得平衡體系中CO的量增大；反應Ⅲ是吸熱反應，溫度升高，平衡向正反應方向移動，又使平衡體系中CO的量增大，總結果，隨溫度升高CO的轉化率減小    0.5    v(C)>v(B)>v(A)    CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O    

【詳解】

（1）根據蓋斯定律，①-②-2×③可得CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(l)，因此該反應的△H＝，

故*爲：-443.5 kJ·mol－1；

（2）①已知升高溫度，反應Ⅰ的平衡常數K減小，則該反應是放熱反應，該反應的的△H1＜0，

故*爲：<；

②a.二氧化碳和*氣都是反應物，其化學計量數之比是1:3，單位時間內生成3mol*氣 的同時消耗1mol二氧化碳也就消耗3mol*氣，即*氣的生成速率和消耗速率相等，可以說明該反應達到平衡狀態，故a正確；

b.反應過程中c(CO2):c(CH3OH)=1：1，只能說明某一時刻二者的濃度比，不能說明達到平衡狀態，故b錯誤；

c.恆溫恆容時，混合氣體的體積不變，該反應中反應物、生成物都是氣體，根據質量守恆，混合氣體的質量不變，混合氣體的密度=混合氣體的質量÷混合氣體的體積，因此混合氣體的密度始終保持不變，因此不能說明達到平衡狀態，故c錯誤；

d.絕熱恆容時，隨着反應進行，該體系的溫度不斷髮生變化直到平衡，反應的平衡常數與溫度有關，反應的平衡常數不再變化，也就說明體系溫度不變，說明反應達到平衡狀態，故d正確；

故*爲：ad；

③相同溫度下，反應Ⅲ前後氣體分子數不變，壓強改變不影響其平衡移動，反應Ⅰ正反應爲氣體分子數減小的反應，增大壓強，有利於平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，故壓強增大有利於CO的轉化率升高，故壓強：P3>P2>P1；由圖可知，壓強一定時，隨溫度的升高，CO的轉化率減小，反應Ⅰ正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡體系中CO的量增大，反應Ⅲ是吸熱反應，溫度升高，平衡向正反應方向移動，又使平衡體系中CO的量增大，總結果，隨溫度升高CO的轉化率減小，

故*爲：P3>P2>P1；升高溫度時，反應Ⅰ是放熱反應，平衡向逆反應方向移動，使得平衡體系中CO的量增大；反應Ⅲ是吸熱反應，溫度升高，平衡向正反應方向移動，又使平衡體系中CO的量增大，總結果，隨溫度升高CO的轉化率減小；

（3）①A點的轉化率爲50%，列三段式：

則A點的平衡常數爲K===0.5，

故*爲：0.5；

②溫度越高，壓強越大，反應速率越快；該反應爲氣體分子數減小的反應，壓強越大轉化率越高，故P2>P1，A、B兩點溫度相同，C點溫度最高，故v(C)>v(B)>v(A)，

故*爲：v(C)>v(B)>v(A)；

（4）*醇燃燒的化學方程式爲：2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)，*醇燃料電池負極發生氧化反應，電解質溶液爲鹼*，因此其負極反應式爲CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，

故*爲：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。

知識點：化學反應原理綜合考查

題型：綜合題