甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g

2025-04-04 05:02:14
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回答1:

(1)①反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常数K=

c(CH3OH)
c(CO)?c(H2)2
,故答案为:
c(CH3OH)
c(CO)?c(H2)2

②A.由方程式可以看出,反应前后气体的物质的量不相等,只有达到平衡状态,容器压强不发生变化,能判断反应达到平衡状态,故A错误;
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正逆反应速率相等,所以能判断反应达到平衡状态,故B错误;
C、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变是平衡的标志,故C错误;
D、一定条件下,单位时间内消耗2molCO,同时生成1mol CH3OH,只能表明正反应速率,不能表示正逆反应速率相等,故D正确.
故选D.
(2)①反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)中,反应向右进行,一氧化碳的转化率增大,温度升高,化学平衡向着吸热方向进行,根据图中的信息可以知道:T2>T1,所以该反应是放热反应,故答案为:<;
②对于放热反应,温度越高,化学平衡常数越小,T2>T1,反之越大,所以K1>K2,故答案为:>;
③A、若容器容积不变,升高温度,反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡逆向移动,甲醇产率降低,故A错误;
B、将CH3OH(g)从体系中分离,反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇产率增大,故B正确;
C、使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动,甲醇的转化率不变,故C错误;
D、若容器容积不变,充入He,使体系总压强增大,单质各组分的浓度不变,化学平衡不移动,甲醇的转化率不变,故D错误;
故选B;
(3)①在甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,氧气作正极,电解质中的阳离子移向正极,所以c口通入的物质为氧气,b口通入的物质为甲醇,故答案为:CH3OH;O2
②该电池正极是氧气发生得电子的还原反应,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
③当6.4g即0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,根据总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,消耗氧气0.3mol,转移电子1.2mol,即个数为1.2NA,故答案为:1.2NA