Question

（14分）乙醇是重要的化工原料和液体燃料，可以在一定条件下利用CO₂与H₂反应制得：

请回答：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为                                  。

（2）当温度T₁>T₂时，化学平衡常数K₁            K₂（填“>”、“<”或“=”）。

（3）在恒温、恒容的密闭容器中，下列描述能说明上述反应已达化学平衡状态的是        （填字母序号）。

a．生成1molCH₃CH₂OH的同时生成3 mol H₂O

b．容器中各组分浓度不随时间而变化

c．容器中混合气体的密度不随时间而变化

d．容器中气体的分子总数不随时间而变化

（4）在工业生产中，可使H₂的转化率和化学反应速率同时提高的措施有                           （写出一条合理措施即可）。

（5）工业上，常以乙醇为原料生产乙醛。根据下图所示信息，该反应是               反应（填“放热”或“吸热”），判断依据是__________________。

（6）乙醇可以作为燃料电池的燃料。某乙醇燃料电池以乙醇为燃料，使用酸性电解质，该电池负极反应的电极反应式为                                 。

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）<     （3）b d 

（4）增大CO₂浓度（或增大压强）

（5）放热   反应物总能量大于生成物总能量

（6）CH₃CH₂OH – 12 e^- + 3H₂O ＝2CO₂ + 12H⁺

【解析】

试题分析：（1）根据化学平衡常数表达式的书写原则，该反应的化学平衡常数表达式见答案；（2）该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，即温度越高，平衡常数越小，温度T₁＞T₂，K₁＜K₂；（3）a．利用正逆反应速率相等作为平衡标志，注意“双向同时，符合比例”，生成1mol CH₃CH₂OH的同时，生成3mol H₂O，都表示正反应速率，不能说明到达平衡，错误；b．可逆反应到达平衡时，各组分的物质的量不变，体系中各组份的物质的量浓度不随时间而变化，说明到达平衡，正确；c．反应混合气体的总质量不变，容器的体积不变，密度始终不变，体系中混合气体的密度不随时间而变化，不能说明到达平衡，错误；d．随反应进行混合气体总的物质的量减小，体系中气体的分子总数减少，体系中气体分子总数不随时间而变化，说明到达平衡，正确；选bd；（4）改变条件加快反应速率，同时平衡向正反应移动，可以增大CO₂浓度或增大压强，反应速率加快，平衡向正反应移动氢气的转化率增大；（5）由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应物为放热反应；（6）燃料电池负极反应氧化反应，乙醇在负极放电，酸性条件下生成二氧化碳与氢离子，电极反应式为：CH₃CH₂OH-12 e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺。

考点：考查平衡常数、化学平衡状态判断、化学平衡影响因素、燃料电池等。