Question

【題目】由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。該反應進行過程中能量的變化(單位為kJ·mol-1)如圖所示。請回答下列問題：

(1)觀察圖象可知上述反應過程中，斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)形成生成物中的化學鍵釋放的總能量。

(2)甲醇的結(jié)構(gòu)類似于乙醇，試寫出甲醇的結(jié)構(gòu)式：______。甲醇分子中的化學鍵類型是____(填“離子鍵”或“共價鍵”)。

(3)科研人員開發(fā)出一種新型甲醇燃料電池。其電解質(zhì)溶液是KOH溶液，在該電池的負極發(fā)生反應的物質(zhì)是________，發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應。

(4)欲使合成甲醇的化學反應速率加快，請寫出兩條措施：_______。

(5)下列事實能表明該反應已達平衡狀態(tài)的是________(填序號)。

A. CO2(g)的濃度不再發(fā)生變化

B. 單位時間內(nèi)消耗1mol CO2的同時生成3mol H2

C. 在一個絕熱的容器中，混合物的溫度不再發(fā)生變化

D. 在一個容積固定的容器內(nèi)，壓強不再發(fā)生變化

Answer 1

【答案】小于 共價鍵 甲醇 氧化 升高溫度、使用合適的催化劑、增大壓強、增大反應物的濃度等 ABCD

【解析】

(1)根據(jù)△H=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=生成物能量之和-反應物能量之和結(jié)合圖像判斷；

(2) 甲醇中C 原子形成四個共價鍵，H只有1個化學鍵，O形成2個化學鍵，結(jié)合乙醇的結(jié)構(gòu)，寫出甲醇的結(jié)構(gòu)式；根據(jù)共價鍵和離子鍵的形成特點分析判斷；

(3)燃料電池中燃料在負極發(fā)生氧化反應；

(4)根據(jù)影響化學反應速率的因素分析解答；

(5)根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)：正逆反應速率相等、各組分濃度保持不變分析判斷。

(1)根據(jù)圖像，反應物能量高于生成物，反應放熱，說明反應物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和，即斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量小于形成生成物中的化學鍵釋放的總能量，故答案為：小于；

(2) 甲醇的結(jié)構(gòu)類似于乙醇，C原子形成四個共價鍵，H只有1個化學鍵，O形成2個化學鍵，結(jié)合乙醇的結(jié)構(gòu)可知甲醇的結(jié)構(gòu)式為：；兩種非金屬元素的原子間形成的是共價鍵，故答案為：；共價鍵；

(3) 新型甲醇燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，負極上甲醇發(fā)生氧化反應，故答案為：甲醇；氧化；

(4)欲使反應CO2(g)+3H2 (g)CH3OH (g)+H2O(g)速率加快，可以通過升高溫度、增大壓強、加入適當?shù)拇呋瘎┑鹊却胧�實現(xiàn)，故答案為：升高溫度、使用合適的催化劑、增大壓強、增大反應物的濃度等；

(5)A、CO2 (g)的濃度不再發(fā)生變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；

B、單位時間內(nèi)，消耗1mol CO2的同時生成3mol H2，說明正逆反應速率相等，反應達到了平衡狀態(tài)，故B正確；

C、在一個絕熱的容器中，溫度不再變化，說明正逆反應速率相等，反應達到了平衡狀態(tài)，故C正確；

D、在一個容積固定的容器內(nèi)，該反應前后氣體的體積不同，壓強不變，說明各組分濃度不變，反應達到了平衡狀態(tài)，故D正確；

故選ABCD。