Question

乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以在一定條件下利用CO₂與H₂反應制得：

請回答：

（1）該反應的化學平衡常數表達式為                                  。

（2）當溫度T₁>T₂時，化學平衡常數K₁            K₂（填“>”、“<”或“=”）。

（3）在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應已達化學平衡狀態(tài)的是                            （填字母序號）。

a．生成1molCH₃CH₂OH的同時生成3 mol H₂O          

b．容器中各組分濃度不隨時間而變化

c．容器中混合氣體的密度不隨時間而變化     

d．容器中氣體的分子總數不隨時間而變化

（4）在工業(yè)生產中，可使H₂的轉化率和化學反應速率同時提高的措施有                                      （寫出一條合理措施即可）。

（5）工業(yè)上，常以乙醇為原料生產乙醛。根據下圖所示信息，該反應是             反應（填“放熱”或“吸熱”），判斷依據是__________________。

（6）乙醇可以作為燃料電池的燃料。某乙醇燃料電池以乙醇為燃料，使用酸性電解質，該電池負極反應的電極反應式為                                            。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）  （2）<     （3）b d  （4）增大CO₂濃度（或增大壓強）

（5）放熱   反應物總能量大于生成物總能量    （6）CH₃CH₂OH – 12 e^- + 3H₂O ＝2CO₂ + 12H⁺

【解析】

試題分析：（1）根據化學平衡常數的定義，可知 

（2）當溫度T₁>T₂時，由T₁到T₂，相當于是降低溫度，降低溫度，化學平衡向放熱反應的方向進行，△H＜0，即平衡右移，產物增多，反應物減少，因此，K₁＜K₂。

（3）a．應符合“異方向、量相當”，生成1molCH₃CH₂OH的同時生成3 mol H₂O，屬于同一方向的描述，錯誤。

b．容器中各組分濃度不隨時間而變化，屬于化學平衡狀態(tài)的定義，也是宏觀判斷標志，正確。

c．由于限定的條件是恒溫、恒容的密閉容器中，反應前后質量守恒，因此，密度在反應的過程中未發(fā)生過變化，因此不能把容器中混合氣體的密度不隨時間而變化作為判斷標志。 錯誤。

d．從化學方程式可以看出，該可逆反應是反應前后氣體分子數減小的反應，當容器中容器中氣體的分子總數不隨時間而變化時，達到化學平衡，正確。

（4）根據可逆反應中，反應物的轉化特點，當增加反應體系中另外一種物質CO₂時，可使H₂的轉化率和化學反應速率同時提高，也可以增大壓強。

（5）從函數圖像可以看出，反應物自身具有的總能量高于生物自身具有的總能量，即E（反）＞E(生)。

（6）CH₃CH₂OH中碳元素的化合價為-2價，在原電池的負極發(fā)生氧化反應，碳元素被氧化為CO₂，化合價升高6價，CH₃CH₂OH中含有2個碳原子，1molCH₃CH₂OH被氧化，碳元素的化合價升高12價，即轉移的電子數目為12e^-，因此負極反應式為：CH₃CH₂OH – 12 e^- + 3H₂O ＝2CO₂ + 12H⁺，正極反應式為： O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O。

考點：考查化學平衡常數表達式的書寫、化學平衡狀態(tài)的判斷標志、化學平衡移動、化學能與熱能、原電池原理等知識。