题目内容

【题目】近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注。工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应,在2 L密闭容器内,400 ℃时发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),体系中n(CO)随时间的变化如表:

时间(s)

0

1

2

3

5

n(CO)(mol)

0.020

0.011

0.008

0.007

0.007

(1)图中表示CH3OH 的变化的曲线是_______;

(2)下列措施不能提高反应速率的有_________(请用相应字母填空);

a 升高温度 b 加入催化剂 c 增大压强 d 及时分离出CH3OH

(3)下列叙述能说明反应达到平衡状态的是__________(请用相应字母填空);

a.CO和H2的浓度保持不变

b.v(H2)=2 v(CO)

c.CO的物质的量分数保持不变

d.容器内气体密度保持不变

e.每生成1molCH3OH的同时有2molH-H键断裂

(4)CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如图所示,图中CH3OH从__________(填A或B)通入,b极的电极反应式是__________。

【答案】b d ac A O2+4e-+2H2O=4OH-

【解析】

(1)CH3OH是产物,随反应进行浓度增大,平衡时物质的量为CO物质的量的变化量n(CO);

(2) 根据影响化学反应速率的因素分析;

(3)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,由此衍生的一些物理量也不变;

(4) CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,形成的是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,正极是氧气得到电子发生还原反应。

(1)CH3OH是产物,随反应进行物质的量增大,平衡时物质的量为CO物质的量的变化量n(CO),表中CO的物质的量0~3s变化=0.02mol-0.007mol=0.013mol,所以图象中只有b符合,

因此,本题正确答案是:b;

(2)升高温度、增大压强和使用催化剂都能使化学反应速率增大,及时分离出CH3OH,

使生成物浓度减小,逆反应速率减小,平衡正向移动,正反应速率也随之减小,

因此,本题正确答案是:d;

(3) a.CO和H2的浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,故a正确;

b. 反应速率之比等于化学方程式计量数之比,v(H2)=2 v(CO)为正反应速率之比,故b错误; c.反应从开始到平衡的建立过程中CO的物质的量的分数在不断改变,当CO的物质的量分数保持不变时,说明反应达到平衡状态,故c正确;

d. 根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故d错误;

e.每生成1molCH3OH的同时有2molH-H键断裂均表示正反应速率之比,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故e错误。

因此,本题正确答案是:ac;

(4)电子由a流向b说明a为负极,b为正极,CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,甲醇失电子发生氧化反应,所以CH3OH从A通,B通入氧气,b电极发生的电极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,

因此,本题正确答案是:A;O2+4e-+2H2O=4OH-。

练习册系列答案
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B元素是形成化合物种类最多的元素

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I1=738kJ/mol,I2 = 1451 kJ/mol,I3 = 7733kJ/mol,I4 = 10540kJ/mol

F元素的主族序数与周期数的差为4

G元素是前四周期中电负性最小的元素

H元素位于元素周期表中的第八列

(1)C2A4的电子式为______________。(A、C为字母代号,请将字母代号用元素符号表示,下同)

(2)B元素的原子核外共有______种不同运动状态的电子,基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。

(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子排布图为:。该同学所画的电子排布图违背了________________,该元素的原子I3远远大于I2,其原因是__________________________________。

(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_______________。(用离子符号表示)

(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为_____________________________。

(6)H位于元素周期表中_______区(按电子排布分区),其基态原子的价电子排布式为_________,实验室用一种黄色溶液检验H2+时产生蓝色沉淀,该反应的离子方程式为__________________________________。

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