Question

近年來，以天然氣等為原料合成甲醇的難題被一一攻克，極大地促進(jìn)了甲醇化學(xué)的發(fā)展．
（1）與炭和水蒸氣的反應(yīng)相似，以天然氣為原料也可以制得CO和H₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______ CO+3H₂

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件寫出反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)圖中反應(yīng)物和生成物、反應(yīng)熱寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（3）①A．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化；
B．根據(jù)v=計算；
C．CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率=；
D．該溫度時化學(xué)平衡常數(shù)K=生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
②利用等效平衡進(jìn)行分析；
（4）①正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，原電池放電時電解質(zhì)溶液中質(zhì)子向正極移動；
②電極M甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子．
解答：解：（1）反應(yīng)物是甲烷和水，生成物是一氧化碳和氫氣，用觀察法配平，反應(yīng)條件是高溫和催化劑，所以方程式是：CH₄+H₂OCO+3H₂，
故答案為：CH₄+H₂OCO+3H₂；
（2）根據(jù)圖片知，反應(yīng)熱△H=（a-b）kJ/mol，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=（a-b）kJ/mol，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=（a-b）kJ/mol；
（3）①A．3min后各物質(zhì)的濃度還發(fā)生變化，所以3min時該反應(yīng)未達(dá)到平衡，故錯誤；
B．0～10min時用H₂表示的反應(yīng)速率==0.225mol?^-1?min^-1，故正確；
C．CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=75%，故錯誤；
D．平衡時c（CO₂）=0.25mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.75mol/L，c（H₂）=3c（CO₂）=0.75mol/L，該溫度時化學(xué)平衡常數(shù)=（mol/L）²=（mol/L）²，故正確；
故選BD；
②采用一邊倒的方法知，容器1和容器3是等效平衡，所以平衡時甲醇的濃度c₁ 等于c₃，容器2相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則平衡時p₂ 小于p₃，
故答案為：等于；小于；
（4）①燃料電池中，負(fù)極上投放燃料，正極上投放氧化劑，c電極上投放氧氣，氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，所以d出來的是水，原電池放電時，氫離子向正極N極移動，故答案為：水；N；
②電極M上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．
點(diǎn)評：本題考查反應(yīng)方程式、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式的書寫和等效平衡等知識點(diǎn)，等效平衡是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，采用一邊倒的方法進(jìn)行分析解答，難度中等．