题目内容
与甲醇燃料电池相比，乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度高等优点，因此被广泛认为是更有前途的燃料电池．图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图．乙池中的两个电极均为石墨电极，乙池中盛有100mL 3.00mol/L的CuSO4溶液．请回答下列问题：
（1）N的电极反应式为______．
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属铜6.4g时，甲池中理论上消耗氧气______L（标准状况下）．
（3）在此过程中，若乙池中两电极产生的气体体积恰好相等时（标准状况下），理论上需通入乙醇______ g．
（4）工业上可以利用下列反应制取乙醇：
反应I：2CO2（g）+6H2（g）
CH3CH2OH（g）+3H2O（g） 25℃时．K=2.95×1011
反应II：2CO2（g）+4H2（g）
CH3CH2OH（g）+H2O（g）25℃时，K=1.7l×1022
①写出反应I的平衡常数表达式K=______，
②条件相同时，反应I与反应II相比，转化程度更大的是______．
③在一定压强下，测得反应I的实验数据如下表：
根据表中数据分析：温度升高，K值______（填“增大”、“减小”或“不变”），提高氢碳比．n（H2）/n（CO2），对生成乙醇______（填“不利”或“有利”）．
（1）N的电极反应式为______．
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属铜6.4g时，甲池中理论上消耗氧气______L（标准状况下）．
（3）在此过程中，若乙池中两电极产生的气体体积恰好相等时（标准状况下），理论上需通入乙醇______ g．
（4）工业上可以利用下列反应制取乙醇：
反应I：2CO2（g）+6H2（g）
| ||
反应II：2CO2（g）+4H2（g）
| ||
①写出反应I的平衡常数表达式K=______，
②条件相同时，反应I与反应II相比，转化程度更大的是______．
③在一定压强下，测得反应I的实验数据如下表：
温度（K） CO2转化率（%） n（H2）/n（CO2） |
500 | 600 | 700 | 800 |
| 1.5 | 45 | 33 | 20 | 12 |
| 2 | 60 | 43 | 28 | 15 |
| 3 | 83 | 62 | 37 | 22 |
（1）燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以N极是电解池的阳极，放电的是电解质中的氢氧根离子，即4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（2）乙池中M极是阴极，该极上析出金属铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当生成金属铜6.4g即0.1mol时，转移电子为0.2mol，甲池和乙池是串联电路，电路中转移电子的量相等，根据甲池中氧气的放电反应O2+2H2O+4e-=4OH-，当转移0.2mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.05mol，体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L，，故答案为：1.12；
（3）乙池中阳极反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应依次是：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2，当铜离子全部放电时，转移电子是0.6mol，设转移nmol电子时，两极上产生气体的体积相等，则两极上产生气体的物质的量等式表示为：0.25n=0.5（n-0.6），解得n=1.2，根据反应C2H6O+3O2=2CO2+3H2O，在转移，12mol电子时，消耗C2H6O的量为1mol，当转移1.2mol电子时，理论上消耗乙醇0.1moL，质量是4.6g，故答案为：4.6；
（4）①平衡常数K=
=
，故答案为：
；
②根据平衡常数表征的意义：K越大表示反应物的转化程度大，故答案为：反应II；
③根据表中的数据可以看出，温度越高，二氧化碳的转化率越小，所以平衡越往左移动，说明向左的方向是吸热的，即反应是放热，温度越高K越小，根据表中数据提高氢碳比n（H2）/n（CO2），二氧化碳的转化率增大，所以向右进行，有利于乙醇的生成，故答案为：减小，有利．
（2）乙池中M极是阴极，该极上析出金属铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当生成金属铜6.4g即0.1mol时，转移电子为0.2mol，甲池和乙池是串联电路，电路中转移电子的量相等，根据甲池中氧气的放电反应O2+2H2O+4e-=4OH-，当转移0.2mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.05mol，体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L，，故答案为：1.12；
（3）乙池中阳极反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应依次是：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2，当铜离子全部放电时，转移电子是0.6mol，设转移nmol电子时，两极上产生气体的体积相等，则两极上产生气体的物质的量等式表示为：0.25n=0.5（n-0.6），解得n=1.2，根据反应C2H6O+3O2=2CO2+3H2O，在转移，12mol电子时，消耗C2H6O的量为1mol，当转移1.2mol电子时，理论上消耗乙醇0.1moL，质量是4.6g，故答案为：4.6；
（4）①平衡常数K=
| 生成物平衡浓度系数次方的乘积 |
| 反应物平衡浓度系数次方的乘积 |
| [C2H6O][H2O]3 |
| [CO2]2[H2]6 |
| [C2H6O][H2O]3 |
| [CO2]2[H2]6 |
②根据平衡常数表征的意义：K越大表示反应物的转化程度大，故答案为：反应II；
③根据表中的数据可以看出，温度越高，二氧化碳的转化率越小，所以平衡越往左移动，说明向左的方向是吸热的，即反应是放热，温度越高K越小，根据表中数据提高氢碳比n（H2）/n（CO2），二氧化碳的转化率增大，所以向右进行，有利于乙醇的生成，故答案为：减小，有利．
练习册系列答案
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下)，理论上需通入乙醇 g？
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