Question

【題目】近年來甲醇用途日益廣泛，工業(yè)上甲醇的合成途徑多種多樣�，F(xiàn)有實驗室中模擬甲醇合成反應(yīng)，在2L密閉剛性的容器內(nèi)，加入物質(zhì)的量之比為的和，400℃時反應(yīng)：

體系中隨時間的變化如下表：

時間（s）	0	1	2	3	5
	0.020	0.011	0.008	0.007	0.007

(1)用表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率_______________。

(2)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_______________。

a． b．容器內(nèi)壓強保持不變

c． d．容器內(nèi)密度保持不變

(3)達到平衡時，甲醇在平衡體系中的體積分數(shù)為__________（保留小數(shù)點后一位）。

(4)與的反應(yīng)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，若用硫酸做電解質(zhì)溶液形成原電池，應(yīng)通入電池的_________極（“正”、“負”），且正極的電極反應(yīng)式為_____________。

Answer 1

【答案】 bc 38.2% 負

【解析】

（1）根據(jù)計算υ（CO），再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算υ（H2）；
（2）當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，由此衍生的某些物理量也不變；
（3）達到平衡時，可先列出反應(yīng)的三段式，再求算甲醇在平衡體系中的體積分數(shù)；
（4）CH3OH與O2的反應(yīng)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，形成的是原電池反應(yīng)，甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。

（1）0～2s內(nèi)，=0.003mol/（Ls），υ（H2）=2υ（CO）=0.006molL-1s-1，故答案為：0.006molL-1s-1；
（2）a．2υ（CH3OH）=υ（H2）未指明反應(yīng)速率的方向，不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故a不選；
b．該反應(yīng)前后氣體的體積發(fā)生變化，當(dāng)容器內(nèi)壓強保持不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b選；
c．2υ逆（CO）=υ正（H2），可說明CO表示的正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c選；
d．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應(yīng)中混合的氣體質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，則容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變，所以不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故d不選；
故答案為：bc；

（3）達到平衡時，根據(jù)題中信息及表格數(shù)據(jù)，可列出該反應(yīng)的三段式如下：

則甲醇在平衡體系中的體積分數(shù)為 ，故答案為38.2%；
（4）CH3OH與O2的反應(yīng)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以CH3OH應(yīng)通入電池的負極，O2通入電池的正極，由于用硫酸作電解質(zhì)溶液，正極的電極反應(yīng)為氧氣得到電子生成水，電極反應(yīng)為：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案為：負，O2+4e-+4H+=2H2O。