Question

（2015秋•山西校级月考）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，请回答下列问题

（1）一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）

①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是          （填序号）

A．每消耗1mol CO的同时生成2molH₂

B．混合气体总物质的量不变

C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等

D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化

②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右图所示．B、C两点的平衡常数K（B）       K（C）（填“＞”、“=”或“＜”）

③某温度下，将2.0mol CO和6.0molH₂充入2L的密闭容器中，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，CO的转化率=           ，此温度下的平衡常数K=           （保留二位有效数字）

（2）常温下，将V mL、0.20mol/L氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.20mol/L甲酸溶液中，充分反应，溶液pH=7，此时V           20.00（填“＞”、“=”或“＜”）；当氢氧化钠溶液与甲酸溶液恰好完全反应时，溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序                

（3）温度650℃的熔融盐燃料电池，用（CO、H₂）作反应物，空气与CO₂的混合气体为正极反应物，镍作电极，用Li₂CO₃和Na₂CO₃混合物作电解质．该电池的正极反应式为                

（4）己知：CH₃OH、H₂的燃烧热（△H）分别为﹣726.5kJ/mol、﹣285.8kJ/mol，则常温下CO₂和H₂反应生成CH₃OH和H₂O的热化学方程式是                    ．

Answer

（1）C、＞；75%；1.3；＜；

（2）Na+）＞c（HCOO﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）；

（3）O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣

（4）CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=﹣130.9 kJ•mol﹣1．

【解析】（1）①A．每消耗1molCO的同时生成2molH2，能证明正逆反应速率是相等的，故A错误；

B、该反应是一个前后气体系数和变化的反应，当混合气体总物质的量不变，达到额化学平衡状态，故B错误；

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，不能证明正逆反应速率是相等的，此时不一定达到化学平衡，故C正确

D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，是化学平衡状态的特征，故D错误．

②根据图中CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系，当温度升该时，一氧化碳的转化率逐渐减小，所以化学平衡向左移动，所以平衡常数减小，又C点温度比B高，所以K（B）＞K（C），

③将2.0mol CO和6.0mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，则

CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）

初始浓度：1.0 3.0 0

变化浓度：0.75 1.5 0.75

平衡浓度：0.25 1.5 0.75

CO的转化率=×100%=75%，

此温度下的化学平衡常数K==≈1.3，

（2）CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的甲酸钠是强碱弱酸盐，水解呈碱性，需溶液呈中性pH=7，需少加碱，所以常温下，将V mL、0.20mol•L﹣1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.20mol•L﹣1甲酸溶液中，充分反应，V＜20.00mL溶液呈中性pH=7，c（H+）=c（OH﹣）；当氢氧化钠溶液与甲酸溶液恰好完全反应时，溶液显碱性，甲酸根离子水解浓度减小，溶液中离子浓度大小关系为：c（Na+）＞c（HCOO﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）；

（3）正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子而发生还原反应，电极反应式为：O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣，

（4）由H2（g）的燃烧热△H为﹣285.8kJ•mol﹣1知，1molH2（g）完全燃烧生成1molH2O（l）放出热量285.8kJ，

即①H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8kJ•mol﹣1；

②CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=﹣726.5kJ•mol﹣1，

由盖斯定律可知，3×①﹣②得CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=﹣130.9 kJ•mol﹣1，

【点评】本题考查了化学平衡状态的判断、化学平衡移动以及化学平衡常数、离子浓度大小比较、电极方程式的书写等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，题目难度中等．