Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開發和應用的廣闊前景，請回答下列問題：

（1）一定溫度下，在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：

CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）

①下列情形能說明該反應已達到平衡狀態的是___________（填序號）

A．每消耗1mol CO的同時生成2molH2

B．混合氣體總物質的量不變

C．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等

D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化

②CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如圖所示。B、C兩點的平衡常數K（C）____K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）

③某溫度下，將2.0mol CO和6.0molH2充入2L的密閉容器中，達到平衡時測得c（CO）=0.25mol/L，CO的轉化率=______，此溫度下的平衡常數K=______（保留二位有效數字）

（2）常溫下，將V mL、0.20mol/L氫氧化鈉溶液逐滴加入到20.00mL、0.20mol/L甲酸溶液中，充分反應，溶液pH=7，此時V______20.00（填“＞”、“=”或“＜”）；當氫氧化鈉溶液與甲酸溶液恰好完全反應時，溶液中所含離子濃度由大到小排列順序_____________

（3）溫度650℃的熔融鹽燃料電池，用（CO、H2）作反應物，空氣與CO2的混合氣體為正極反應物，鎳作電極，用Li2CO3和Na2CO3混合物作電解質。該電池的正極反應式為__________。

Answer 1

【答案】 ABD ＜ 75% 1.3 ＜ c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+) O2+4e﹣+2CO2 = 2CO32﹣

【解析】試題分析：(1) ①根據化學平衡狀態的特征：逆、定、動、變、等來回答判斷；C點的溫度大于B點，升高溫度CO的平衡轉化率減小，平衡逆向移動；③ ,根據“三段式”計算平衡常數；（2）醋酸是弱酸，氫氧化鈉是強堿，二者恰好完全反應時生成醋酸鈉，醋酸鈉水解溶液呈堿性；（3）正極是氧氣得電子生成碳酸根離子；

解析：(1) ①A．每消耗1mol CO的同時生成2molH2，能證明正逆反應速率相等，所以反應一定達到平衡狀態，故A正確；B．該反應是氣體物質的量減小的反應，混合氣體總物質的量不變，說明一定達到平衡狀態，故B正確；C．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等，都是指正反應速率，所以不一定平衡，故C錯誤；D．根據化學平衡的定義CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化，一定達到平衡狀態，故D正確；②C點的溫度大于B點，升高溫度CO的平衡轉化率減小，平衡逆向移動，所以K（C）<K（B）；

③

CO的轉化率=

=1.3 ；

（2）醋酸是弱酸，氫氧化鈉是強堿，二者恰好完全反應時生成醋酸鈉，醋酸鈉水解溶液呈堿性，要使溶液呈中性，應減小氫氧化鈉的用量，所以氫氧化鈉溶液的體積V<20.00，醋酸根水解，溶液呈堿性，所以溶液中所含離子濃度由大到小排列順序c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)；

（3）正極是氧氣得電子生成碳酸根離子，電極反應是O2+4e﹣+2CO2 = 2CO32﹣；