Question

【題目】甲醇是一種重要的有機化工原料。在工業生產中可以通過乙烯和水蒸氣化合生成甲醇已知：

①

②

③

(1)請寫出乙烯和水蒸氣化合生成甲醇氣體的熱化學方程式：______。

(2)也可以將與 混合，在恒容密閉容器中發生反應來制備：，圖1是在兩種投料比分別為1：4和1：6時，平衡轉化率隨溫度變化的曲線，圖2是生成的甲醇過氧化氫燃料電池的工作原理示意圖：

①圖1中b點對應的平衡常數K值______c點對應的平衡常數K值填“”“”或“”，理由是______。

②圖1中a點對應的的轉化率______c點對應的的轉化率。 填“”“”或“”，

③圖2中電極N是______填負極或正極

④圖2中電極M的電極反應式：______。

(3)時，的電離常數，則該溫度下水解反應的平衡常數______，若向溶液中加入少量的，則溶液中將______填“增大”、“減小”或“不變”。

(4)常溫下，用NaOH溶液吸收得到的溶液，吸收過程中水的電離平衡______填“向左”、“向右”或“不”移動。試計算溶液中______。常溫下的電離平衡常數，

Answer 1

【答案】 根據圖1二氧化碳的轉化率隨著溫度的升高二降低，可知該反應的正反應是放熱反應，所以b點的K比c點的K小 正極 增大 向右 60

【解析】

(1)根據蓋斯定律，①-②+③得乙烯和水蒸氣化合生成甲醇氣體的化學方程式C2H4(g)＋2H2O (g)CH3OH(g)，則ΔH=ΔH1-ΔH2+ΔH3=29.1kJ/mol；

(2)①根據圖像可知，溫度升高，二氧化碳的平衡轉化率降低，說明溫度升高平衡逆向移動，正反應是放熱反應，則b點對應的化學平衡常數K值小于c點；

②增大c(CO2)，二氧化碳的平衡轉化率減小，H2的轉化率增大，則曲線I表示的投料比為1:6，曲線Ⅱ是1:4，a點對應的H2的轉化率小于c點；

③由裝置示意圖可知質子向正極移動，所以N是原電池的正極，M是負極；

④負極上CH3OH在酸性條件下放電生成CO2，電極反應式為：CH3OH－6e-+H2O=CO2+6H+；

(3) NaHSO3水解反應的平衡常數Kh＝=1×10－12，當加入少量I2時，碘把弱酸(亞硫酸)氧化成強酸(硫酸、氫碘酸)，溶液酸性增強，溶液中c(H+)增大，但是溫度不變Ka不變，則增大；

(4)氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，溶液中氫氧根離子濃度減小，水的電離平衡向右移動；pH=9的溶液中c(H+)=10-9mol/L，因Ka2＝則溶液中==60。

(1)乙烯和水蒸氣化合生成甲醇氣體的化學方程式為：，根據蓋斯定律，反應可由③-②+①得到，該反應的焓變為，

故答案為：；

(2) ①溫度升高二氧化碳的平衡轉化率降低，所以平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，所以b點對應的平衡常數K值小于c點，故答案為：；根據圖1二氧化碳的轉化率隨著溫度的升高二降低，可知該反應的正反應是放熱反應，所以b點的K比c點的K小；

②相同條件下，增加氫氣，二氧化碳轉化率增大，但氫氣轉化率減小，所以圖1中a點對應的的轉化率點對應的的轉化率，故答案為：；

③質子向正極移動，所以N是正極，則M是負極，故答案為：正極；

④M是負極，發生氧化反應，電極反應式為：，故答案為：；

(3)，，，當加入少量時，碘把弱酸亞硫酸氧化成強酸硫酸、氫碘酸，溶液酸性增強，增大，但是溫度不變，Kh不變，則增大，

故答案為：；增大；

氫氧化鈉是堿電離產生的氫氧根離子抑制水的電離，吸收二氧化硫后，消耗氫氧根離子，堿性減弱，同時生成亞硫酸鈉，是強堿弱酸鹽，能夠水解，對水的電離起促進的作用，所以吸收二氧化硫過程中水的電離平衡向右移動；

的溶液中，依據Ka2＝，得溶液中，

故答案為：向右；60。