Question

（12分）甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度（℃）
500	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2．5	0．15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)	K2	1．0	2．50
③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

（1）反应②是       （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K_(A)             K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判断反应③△H       0； △S       0（填“>”“=”或“<”）据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=           （用K₁、K₂表示）。在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v_(正)       v_(逆) （填“>”“=”或“<”）

（4）甲醇燃料电池通常采用铂电极，其工作原理如图所示，负极的电极反应为：          。

（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，将0．2 mol/L的醋酸与0．1 mol/LBa(OH)₂溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为                                  。

Answer

（12分）（1）吸热（1分）

（2）=（1分）

（3）< 、<（各1分）；K3 = K1·K2 （2分）; >（2分）

（4）CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ （2分）

（5）c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)（2分）

【解析】

试题分析：（1）温度升高，化学平衡常增大，反应②是吸热反应；（2）平衡状态由A变到B时，温度不变，测平衡常数不变，所以平衡常数K(A)=K(B)；（3）①式+②式得③式，则K3=K1×K2，500℃时K3=2.5×1.0=2.5，800℃时K3=0.15×2.5=0.375，可知升高温度反应③的平衡常减小，反应③是放热反应，反应③△H<0；反应③气体数减小所以 △S< 0；在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③的浓度积为Q=（5mol/L×5mol/L）/(3mol/L)3×1mol/L=0.93，Q< K3 平衡右移，此时v(正)>v(逆)；（4）甲醇燃料电池中甲醇作负极，所以负极的电极反应为CH3OH - 6e- + H2O = CO2 + 6H+ ；（5）通常状况下，将0．2 mol/L的醋酸与0．1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，恰好反应生成醋酸钡溶液，由于醋酸根水解使溶液呈碱性，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)。

考点：化学平衡常数、燃料电池、电解质溶液