Question

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
Ⅰ、如图装置所示，A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在浸有Na₂SO₄溶液的滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切断K₁，闭合K₂、K₃通直流电。

回答下列问题：
（1） a是电源的   极，写出A中的电极反应式为_____。
（2）湿的Na₂SO₄滤纸条上能观察到的现象有____________。
（3）电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，若此时切断K₂、K₃，闭合K₁，发现电流表的指针移动，写出此时B中的电极反应式为          。
Ⅱ、甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)   ΔH，下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。请回答下列问题：

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

 
（4）由表中数据判断ΔH       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（5）其他条件不变，只改变其中一个条件，下列措施可提高甲醇产率的是     。
A．升高温度；B．使用合适的催化剂；C．缩小容器的容积；D．充入过量的H₂；E．恒压时，充入He；F．从体系中分离出CH₃OH
（6）某温度下，将2mol CO和6 mol H₂充入2L密闭容器中，反应进行到4min末达到平衡，此时测得c(CO) ＝0.2 mol/L ，则0~4min内H₂的反应速率为     ；若保持温度容积不变再向其中充入一定量的CH₃OH，重新达到化学平衡状态，与原平衡状态相比，此时平衡混合气体中CH₃OH的体积分数     （填“变大”、“变小”、或“不变”）。

Answer 1

（1）负（2分），4OH^――4e^―=O₂↑+2H₂O（2分）
（2）紫色向D极移动，C、D两极附近均有气泡产生（2分）
（3）H₂―2e^―+2OH^―=2H₂O（2分）
（4）＜（2分）
（5）C、D、F（2分，少选1个扣1分，扣完为止；选错1个记0分）
（6）0.4mol/（L·min）（2分，无单位扣1分），变大（2分）

试题分析：（1）切断K₁，闭合K₂、K₃通直流电，电解水槽中KOH溶液，产生氧气和氢气，所以B产生氢气，为阴极；A产生氧气，为阳极；a是电源的负极，写出A中的电极反应式为4OH^――4e^―=O₂↑+2H₂O；（2）在湿的Na₂SO₄滤纸条上电解水，D与电源的正极相连为阳极，阴离子高锰酸钾根离子向D极移动，两极分别产生氧气和氢气；（3）电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，若此时切断K₂、K₃，闭合K₁，形成氢氧燃料电池，介质为碱性，故B中的电极反应式H₂―2e^―+2OH^―=2H₂O；
（4）该反应中温度高K值小，即温度升高平衡逆向移动，反应放热；（5）A．升高温度，平衡逆向移动，错误；B．使用合适的催化剂，平衡不移动，错误；C．缩小容器的容积增大压强，平衡正向移动，正确；D．充入过量的H₂   E．恒压时，充入He，反应气体压强降低，平衡逆向移动，错误；F．从体系中分离出CH₃OH，平衡正向移动，正确。
（6）0.4mol/（L·min），若保持温度容积不变再向其中充入一定量的CH₃OH，导致容器中压强变大，平衡正向移动，CH₃OH的体积分数变大。