题目内容

18.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).请根据图示回答下列问题.
(1)图中的两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化,其中代表压强为5.0MPa的曲线是A(填“A”或“B”).
(2)该反应在进行的过程中,v正(H2)>v逆(CO)+v正(CH3OH)(填“>”“<”或“=”).
(3)在不改变反应混合物用量的前提下,为了加快反应速率且提高CO的转化率,可采取的最佳措施是其他条件不变,增大压强.
(4)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该反应的负极反应式:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.

分析 (1)比较压强,统一温度,在相同温度200℃时,A的转化率比B的高,说明压强改变,平衡正向移动;
(2)反应速率之比等于各物质计量数之比;
(3)不改变反应混合物用量的前提下,用温度、压强对化学平衡产生影响;
(4)燃料电池的负极通入燃料,失去电子发生氧化反应.

解答 解:(1)比较压强,统一温度,在相同温度200℃时,A的转化率比B的高,说明压强改变,平衡正向移动,对于CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),是气体体积缩小的反应,则压强的改变只能是增大压强,所以A点的压强大,为5.0MPa,
故答案为:A;
(2)反应速率之比等于各物质计量数之比,达平衡时,v逆(CO)=v正(CH3OH)=$\frac{1}{2}$v正(H2),即v正(H2)=v逆(CO)+v正(CH3OH),在达平衡之前,正反应速率大于逆反应速率,即v正(CH3OH)>v逆(CO),故达平衡前v正(H2)>v逆(CO)+v正(CH3OH),
故答案为:>;
(3)不改变反应混合物用量的前提下,用温度、压强对化学平衡产生影响,从图中可知,升温CO的转化率降低,降温速率会减慢,所以选择增大压强,加快反应速率且平衡正向移动,提高CO的转化率,
故答案为:其他条件不变,增大压强;
(4)燃料电池的负极通入燃料,失去电子发生氧化反应,在碱性环境的电极反应式为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,
故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.

点评 本题考查了化学平衡建立过程速率的变化特点以及影响化学平衡的因素,能用平衡移动原理分析实际生产中条件的选择,同时出现了燃料电池中电极反应式的书写,综合性强,难度适中.

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