Question

目前有科学家在一定条件下利用水煤气（CO+H₂）合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）

Cu2O/ZnO

CH₃OH（g），甲醇的物质的量与反应温度的关系如图所1示：

①合成甲醇反应的△H

 

0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②其它条件不变，将E点的容积压缩到原来的

1

2

，正反应速率加快，逆反应速率

 

．（填“加快”、“减慢”、“不变”），重新平衡时

c(CH3OH)

c(CO)

 

．（填“增大”、“减小”或“不变”）
③230℃时，平衡常数K=1．若其它条件不变，将温度升高到450℃时，达到平衡时，K

 

1．（填“＞、＜或=”）
④利用甲醇燃料电池设计如图2所示的装置：写出b极的电极反应式

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学电源新型电池

专题：化学平衡专题,电化学专题

分析：①由甲醇的物质的量与反应温度的关系图可知温度越高甲醇的物质的量越低来判断水煤气合成甲醇的反应热；
②由容积压缩则压强增大，利用压强对化学反应速率及化学平衡的影响来分析；
③根据温度对化学平衡的影响来分析化学平衡常数的变化；
④写出甲醇燃料电池在碱性环境中的正极反应式和总反应式，利用正极反应式+负极反应式=总反应式，写出负极反应式．

解答： 解：①由图可知，500℃比300℃达平衡时甲醇的物质的量小，即升高温度化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②由其它条件不变，将E点的容积压缩到原来的1/2，则容积压缩时压强增大，加压时正、逆反应速率都加快，由水煤气合成甲醇的反应可知，
该反应是气体体积缩小的反应，则加压时平衡正向移动，甲醇的物质的量增大，CO的物质的量减小，则c（CH₃OH）/c（CO）增大，
故答案为：加快；增大；
③由230℃时，平衡常数K=1，该反应为放热反应，由K=

生成物浓度幂之积

反应物浓度幂之积

，温度升高到450℃时平衡向逆反应方向移动，生成物的浓度变小，
则K＜1，故答案为：＜；
（3）因有机物能使蛋白质变性，故A 说法正确；甲醇中没有邻位碳原子，则不能发生消去反应，故B说法错误；
由甲醇中碳原子连接羟基和氢原子，则能被氧化，故C说法错误；由甲醇中的羟基氢不如水中的羟基氢活泼，则甲醇与钠反应不如水与钠反应剧烈，
故答案为：A；
（4）在碱性环境中，总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，由图可知，甲醇燃料电池中a极通入氧气，在碱性条件氧气得电子生成氢氧根离子，即通入氧气的为正极，正极反应为O₂+4e^-+2H₂O-═4OH^-，总反应式-正极反应式，去掉氧气，可得b的负极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查知识点较多，综合性强，注重对基础知识和基本技能的考查，同时注重对高考热点的训练，明确热化学方程式、化学平衡、化学反应速率、电化学等重要知识点是解答的关键．