试题与答案

过渡排放CO2会造成“温室效应”,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源.

题型:问答题

题目:

过渡排放CO2会造成“温室效应”,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源.其中一种方案就是将CO2转化为可再生燃料甲醇(CH3OH).其化学方程式为:

请填空:

(1)写出上述反应的平衡常数表达式______:

(2)在容积为2L的密闭容器中,用一定量的二氧化碳和一定量氢气在一定条件下合成甲醇,实验结果如图所示.下列说法正确的是______(填序号)

A.在300℃,从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=

nA
tA
mol•(L•min)-1

B.反应体系从300℃升温到500℃,平衡常数K变化大

C.该反应的正反应为放热反应

D.处于C点的反应体系从300℃升高到500℃,

n(H2)
n(CH3OH)
增大

(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,该反应的热化学方程式为:______.

(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极应加入或通入的物质是______;正极的电极反应式:______.

答案:

(1)根据K=生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,得出K=

c(CH3OH)•c(H2O)
c(CO2)•c3(H2)
,故答案为:K=
c(CH3OH)•c(H2O)
c(CO2)•c3(H2)

(2)A、化学反应速率等于单位时间内物质浓度的变化量,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=

nA
2
tA
mol•(L•min)-1,故A错误;

B、根据图示信息:升高温度,甲醇的物质的量减少,所以反应逆向进行,即反应是放热反应,对于放热反应,升高温度,平衡常数减小,故B错误;

C、根据图示信息:升高温度,甲醇的物质的量减少,所以反应逆向进行,即反应是放热反应,故C正确;

D、C点时反应达到平衡状态,升高温度,对于该放热反应,平衡逆向进行,所以

n(H2)
n(CH3OH)
增大,故D正确;

故选CD.

(3)16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,则1mol 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出725.8kJ的热量,即热化学方程式为:

CH3OH(l)+

3
2
 O2=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol,故答案为:CH3OH(l)+
3
2
 O2=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol;

(4)甲醇为原料的燃料电池中,燃料甲醇为负极,发生失电子的氧化反应,氧气是正极,发生得电子得还原反应,根据所给试剂,只能选择氢氧化钠为电解质,在碱性环境下,氧气的放电情况为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:甲醇;O2+2H2O+4e-=4OH-

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