一定條件下,在體積為3L的密閉容器中反應(yīng):
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài).
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
 
;根據(jù)圖1升高溫度,K值將
 
(填“增大”、“減小”或“不變”).
(2)500℃時(shí),從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到化學(xué)平衡,以H2的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是
 
(用nB、tB表示).
(3)判斷該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
 
(填字母).
a、CO、H2、CH3OH的濃度均不再變化           b、混合氣體的密度不再改變
c、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變        d、v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
(4)300℃時(shí),將容器的容積壓縮到原來(lái)的
1
2
,在其他條件不變的情況下,對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是
 
(填字母).
a、c(H2)減少                        b、正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
c、CH3OH 的物質(zhì)的量增加               d、重新平衡時(shí)
c(H2)
c(CH3OH)
減小
(5)根據(jù)題目有關(guān)信息,請(qǐng)?jiān)诿?中標(biāo)示出該化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的能量變化(標(biāo)明信息)
(6)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.已知該燃料電池的總反應(yīng)式為:
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,則正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:
 
考點(diǎn):化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素
專題:化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題
分析:(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,列出平衡常數(shù)的表達(dá)式;根據(jù)升高溫度乙醇的物質(zhì)的量減小,平衡逆向移動(dòng),判斷平衡常數(shù)的變化;
(2)根據(jù)v=
△n
V
△t
求出化學(xué)反應(yīng)速率υ(CH3OH),然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求出υ(H2);
(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,據(jù)此解答,解題時(shí)要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí),說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài);
(4)將容器的容積壓縮到原來(lái)的
1
2
,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),以此判斷;
(5)根據(jù)該反應(yīng)放熱,生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量,△H<O;
(6)根據(jù)正極的電極反應(yīng)=總反應(yīng)-負(fù)極的電極反應(yīng).
解答: 解:(1)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,反應(yīng)物的生成物都是氣體,故平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
;由圖象1可知升高溫度乙醇的物質(zhì)的量減少,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),K減小,
故答案為:
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
;減��;
(2)υ(CH3OH)═
△n
V
△t
=
nB
3L
t B
mol/(L?min),而υ(H2)=2υ(CH3OH)=
2n B
3tB
mol/(L?min),故答案為:
2n B
3tB
mol/(L?min);
(3)a、平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度保持不變,CH3OH、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化,說(shuō)明到達(dá)平衡,故a正確;
b、容器的體積不變,混合氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的密度始終不變,混合氣體密度不變,不能說(shuō)明到達(dá)平衡,故b錯(cuò)誤;
c、混合氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的物質(zhì)的量增大,隨反應(yīng)進(jìn)行平均相對(duì)分子質(zhì)量減小,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,說(shuō)明到達(dá)平衡,故c正確;
d、v生成(CH3OH)=v消耗(CO)都表示正反應(yīng)速率,自始至終都按1:1進(jìn)行,不能說(shuō)明到達(dá)平衡,故d錯(cuò)誤.
故答案為:a、c;
(4)將容器的容積壓縮到原來(lái)的
1
2
,壓強(qiáng)增大,正、逆反應(yīng)速率都增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CH3OH的物質(zhì)的量增加,濃度增大,氫氣的物質(zhì)的量減少,但濃度增大,甲醇的物質(zhì)的量增多,濃度增大,故有
c(H2)
c(CH3OH)
=
n(H2)
n(CH3OH)
減小,
故答案為:c、d;
(5)該反應(yīng)放熱,生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量,△H<O,圖象為:;
故答案為:;

(6)燃料電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,負(fù)極上的電極反應(yīng)式是:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,兩式相減,正極上的電極反應(yīng)式是:3O2+12H2O+12e-=12OH-;
故答案為:3O2+12H2O+12e-=12OH-
點(diǎn)評(píng):本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖象、化學(xué)平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)的判斷、電極反應(yīng)方程式等,難度不大,注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次遞增,其原子的最外層電子數(shù)之和為19.A與B、C位于相鄰周期,C原子最外層電子數(shù)是A原子內(nèi)層電子數(shù)的3倍或者是B原子最外層電子數(shù)的3倍.下列說(shuō)法正確的是( �。�
A、元素C的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物都是強(qiáng)酸
B、元素B能與A的最高價(jià)氧化物發(fā)生置換反應(yīng)
C、C的單質(zhì)能溶于A與C形成的化合物中
D、D的單質(zhì)有毒,有漂白性

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

在下列溶液中,各組離子一定能夠大量共存的是( �。�
A、加入足量Na2O2的溶液中:NH4+、Ba2+、Cl-、NO3-
B、在pH=0的溶液中:I-、Ca2+、Cl-、NH4+
C、存在大量Al3+的溶液中:HCO3-、Na+、SO42-、Cl-
D、加入苯酚顯紫色的溶液:K+、NH4+、Cl-、I-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列說(shuō)法正確的是( �。�
A、0.1 mol?L-1的Na2S溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
B、如圖是用0.1mol/LNaOH溶液分別滴定相同物質(zhì)的量濃度和體積均相同的鹽酸和醋酸,其中實(shí)線表示的是滴定鹽酸的曲線
C、HA是酸性略強(qiáng)與醋酸的弱酸,在0.1 mol?L-1 NaA溶液中,離子濃度關(guān)系可能是c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-
D、pH=5.6的CH3COOH與CH3COONa混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

對(duì)于甲、乙、丙、丁、戊五種溶液有如下信息:
①分別NH4+、Na+、Al3+、Ba2+、Ag+和NO3-、Cl-、SO42-、Br-、CO32-離子中的各一種組成(不重復(fù)).
②其中甲、丙、戊三種溶液呈酸性,乙溶液呈堿性,
③甲、乙反應(yīng)生成白色沉淀和氣體,丁可分別與甲、乙、丙反應(yīng)生成白色沉淀.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用化學(xué)式表示出各物質(zhì):乙
 
、丁
 

(2)請(qǐng)用離子方程式表示戊溶液呈酸性的原因:
 

(3)請(qǐng)用離子方程式表示甲與乙的反應(yīng):
 

(4)檢驗(yàn)戊溶液中戊的陽(yáng)離子的操作方法是
 

(5)若丙、丁形成的白色沉淀的溶度積常數(shù)Ksp=1.8×10-20,則將1L 1mol/L的丙溶液與1L 1mol/L的丁溶液混合充分反應(yīng)后,不考慮溶液混合時(shí)的微小體積變化,形成沉淀的陽(yáng)離子的濃度約為
 
mol/L.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

切開(kāi)的金屬Na暴露在空氣中,其變化過(guò)程如下:

(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)過(guò)程與能量變化的關(guān)系如下:

①反應(yīng)Ⅰ是
 
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),判斷依據(jù)是
 

②1mol Na(s)全部氧化成Na2O(s)的熱化學(xué)方程式是
 

(2)反應(yīng)Ⅱ是Na2O與水的反應(yīng),其產(chǎn)物的電子式是
 

(3)白色粉末為Na2CO3.將其溶于水配制為0.1mol/L Na2CO3溶液,下列說(shuō)法正確的是
 
(填字母).
a.升高溫度,溶液的pH降低
b.c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3
c.加入少量NaOH固體,c(CO32-)與c(Na+)均增大
d.c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
(4)鈉電池的研究開(kāi)發(fā)在一定程度上可緩和因鋰資源短缺引發(fā)的電池發(fā)展受限問(wèn)題.
①鈉比鋰活潑,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因
 

②ZEBRA電池是一種鈉電池,總反應(yīng)為NiCl2+2Na?Ni+2NaCl.其正極反應(yīng)式是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

由短周期元素組成的中學(xué)常見(jiàn)無(wú)機(jī)物A、B、C、D、E、X存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件略去).
(1)若X是Na2CO3,C為含極性鍵的非極性分子,且D和E不反應(yīng),則A為
 
,寫(xiě)出B和X反應(yīng)的離子方程式:
 

(2)若E為白色沉淀,能溶于NaOH溶液,C是無(wú)色易液化的氣體,且D的相對(duì)分子質(zhì)量比C大16,則A和H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(3)若A為單質(zhì),E為還原性氣體,X具有臭雞蛋氣味,寫(xiě)出C和X反應(yīng)的離子方程式:
 

(4)若A為淡黃色固體,D為白色沉淀,則A的電子式為
 
,C和X反應(yīng)的離子方程式為:
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列說(shuō)法不正確的是( �。�
A、明礬可用作除去污水中懸浮顆粒的混凝劑
B、棉花、羊毛、腈綸和滌綸都屬于合成纖維
C、使用青霉素前一定要進(jìn)行皮膚敏感試驗(yàn)
D、利用油脂在堿性溶液中的水解可制取肥皂

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列各組離子在溶液中可能大量共存的是( �。�
A、pH=0的溶液:K+、Ca2+、HCO3-、NO3-
B、能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的溶液:K+、I-、SO42-、NO3-
C、使紫色石蕊變藍(lán)的溶液:K+、Na+、CH3COO-、SO42-
D、能夠溶解Al且放出H2的溶液:NH4+、K+、Br-、Na+

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