Question

近年来，以天然气等为原料合成甲醇的难题被一一攻克，极大地促进了甲醇化学的发展．
（1）与炭和水蒸气的反应相似，以天然气为原料也可以制得CO和H₂，该反应的化学方程式为______ CO+3H₂

Answer 1

【答案】分析：（1）根据反应物、生成物和反应条件写出反应方程式；
（2）根据图中反应物和生成物、反应热写出其热化学反应方程式；
（3）①A．反应达到平衡状态时各物质的浓度不再发生变化；
B．根据v=计算；
C．CO₂的平衡转化率=；
D．该温度时化学平衡常数K=生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
②利用等效平衡进行分析；
（4）①正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，原电池放电时电解质溶液中质子向正极移动；
②电极M甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子．
解答：解：（1）反应物是甲烷和水，生成物是一氧化碳和氢气，用观察法配平，反应条件是高温和催化剂，所以方程式是：CH₄+H₂OCO+3H₂，
故答案为：CH₄+H₂OCO+3H₂；
（2）根据图片知，反应热△H=（a-b）kJ/mol，所以其热化学反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=（a-b）kJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=（a-b）kJ/mol；
（3）①A．3min后各物质的浓度还发生变化，所以3min时该反应未达到平衡，故错误；
B．0～10min时用H₂表示的反应速率==0.225mol?^-1?min^-1，故正确；
C．CO₂的平衡转化率=×100%=75%，故错误；
D．平衡时c（CO₂）=0.25mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.75mol/L，c（H₂）=3c（CO₂）=0.75mol/L，该温度时化学平衡常数=（mol/L）²=（mol/L）²，故正确；
故选BD；
②采用一边倒的方法知，容器1和容器3是等效平衡，所以平衡时甲醇的浓度c₁ 等于c₃，容器2相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，则平衡时p₂ 小于p₃，
故答案为：等于；小于；
（4）①燃料电池中，负极上投放燃料，正极上投放氧化剂，c电极上投放氧气，氧气得电子和氢离子反应生成水，所以d出来的是水，原电池放电时，氢离子向正极N极移动，故答案为：水；N；
②电极M上发生的电极反应式为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．
点评：本题考查反应方程式、热化学反应方程式、电极反应式的书写和等效平衡等知识点，等效平衡是学习难点，采用一边倒的方法进行分析解答，难度中等．