Question

甲醇汽油是由10％一25％的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，可達(dá)到國標(biāo)汽油的性能和指標(biāo)。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
Ⅰ、工業(yè)上合成甲醇一般采用下列反應(yīng)：CO（g）+2 H₂（g） CH₃ OH（g） △H="a" kJ/mol，
下表是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）：

溫度/0C	250	310	350
K	2.041	0.250	0.012

 
（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△H  a       0（填“>”、“=”或“<”）。
（2）某溫度下，將2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得c(CO)="0.5" mol·L^－1，則此時(shí)的溫度為          ⁰C。
（3）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度如下表：

濃度mol/L 時(shí)間/min	c(CO)	c(H2)	c(CH3OH)
0	0.8	1.6	0
2	0.6	1.2	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

 
①反應(yīng)從2 min到4 min之間，H₂的反應(yīng)速率為        。
②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為             。
③反應(yīng)在第2 min時(shí)改變了反應(yīng)條件，改變的條件可能是        （填序號(hào)）。
A．使用催化劑    B．降低溫度    C．增加H₂的濃度
（4）向容積相同、溫度分別為T₁和T₂的兩個(gè)密閉容器中均充入1 molCO和2 mol H₂，發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2 H₂（g）  CH₃ OH（g）△H="a" kJ/mol。恒溫恒容下反應(yīng)相同時(shí)間后，分別測(cè)得體系中CO的百分含量分別為w₁和w₂；已知T₁<T₂，則
w₁      w₂（填序號(hào)）。
A．大于    B．小于    C．等于    D．以上都有可能
Ⅱ、甲醇在化學(xué)電源方面也有著重要應(yīng)用。寫出以甲醇為燃料，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液的原電池中負(fù)極的電極反應(yīng)式：                                             。

Answer 1

Ⅰ（1）<（2分）
（2）310（2分）
（3）①0.3mol/(L·min)（2分，單位寫錯(cuò)不得分）  ②62.5%（2分，寫小數(shù)也得分）    ③A （2分）
（4）D（2分）
Ⅱ、2 CH₃OH—12 e^－ +16 OH^－＝2CO₃^2－ + 12 H₂O（2分，若“=”寫成“→”不扣分，“e^－”寫成“e”扣1分，其它錯(cuò)誤不得分）

試題分析：(1)溫度升高，K值減小，平衡向左移動(dòng)，負(fù)反應(yīng)吸熱，故正反應(yīng)放熱。
（2）反應(yīng)結(jié)束后，由CO濃度知CO物質(zhì)的量為1mol。故CO反應(yīng)量為1mol，剩余CO為1mol，即0.5mol/L,依次推出，H2反應(yīng)了2mol，剩余H₂為4mol，即2mol/L,生成甲醇1mol,即0.5mol/L,此時(shí)，反應(yīng)平衡，K值為0.5/(0.5*2*2)=0.25，為310℃的平衡常數(shù)。
（3）①H₂物質(zhì)的量從1.2mol/L,反應(yīng)成為0.6mol/L,時(shí)間經(jīng)過2分鐘，故反應(yīng)速率為0.3mol/(L*min)
②容積固定，由0.8mol/L,轉(zhuǎn)化到0.3mol/L,轉(zhuǎn)化量為0.5mol/L,轉(zhuǎn)化率為0.5/0.8=0.625
③2~4min內(nèi)的反應(yīng)速率大于0~2min 內(nèi)的反應(yīng)速率。故排除B，對(duì)比CO濃度的變化，排除C。
（4）本題關(guān)鍵是時(shí)間。如果時(shí)間很短，未充分反應(yīng)，那么溫度高的反應(yīng)快，CO量少。但如果充分反應(yīng)后，溫度高的，因?yàn)槠胶庀蜃笠苿?dòng)，CO量較多。故都有可能。
（5）其實(shí)是甲醇的燃燒反應(yīng)與二氧化碳被氫氧化鈉吸收的和反應(yīng)。負(fù)極失去電子，C由負(fù)二價(jià)變?yōu)檎�四價(jià)，失去6 個(gè)電子，已知右邊生成CO₃^2-，由電荷守恒，左邊OH^-，應(yīng)為8個(gè)，水自然補(bǔ)平。但6不是4（O₂吸收電子數(shù)）的整數(shù)倍，故，整體乘2.