解题思路:(1)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;
(2)①反应化学平衡常数是平衡时生成的浓度幂之积除以反应物浓度的幂之积;
②升高温度,可逆反应向吸热反应方向移动,根据平衡常数与温度变化关系确定焓变;
③根据平衡浓度计算出平衡常数来确定温度;
(3)1g液态甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量22.68kJ,然后求出1mol放出的热量;
(4)负极发生氧化反应,根据电子守恒求产生标准状况下的O2.
(1)A.无论反应是否达到平衡状态,生成CH3OH的速率与消耗CO的速率始终相等,所以不能作为判断平衡状态的依据,故错误;
B.混合物的质量始终不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能作为判断平衡状态的依据,故错误;
C.反应前后,混合气体的物质的量改变,气体的质量不变,反应达到平衡状态时,混合气体的相对平均分子质量不变,所以能作为判断平衡状态的依据,故正确;
D.反应达到平衡状态时,CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,所以能作为判断平衡状态的依据,故正确;
故选CD;
(2))①反应化学平衡常数是平衡时生成的浓度幂之积除以反应物浓度的幂之积,K=
c(CH3OH)
c(CO)•c2(H2),故答案为:
c(CH3OH)
c(CO)•c2(H2);
②升高温度,平衡向吸热方向移动,根据表格知,温度越高,化学平衡常数越小,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)单位为mol/L
反应开始 1mol/L 3mol/L 0
反应 0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡 0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
平衡常数K=[0.8mol/L
0.2mol/L.(1.4mol/L)2=2.04,所以是250℃;
故答案为:250℃;
(3)1mol放出的热量为725.76 kJ/mol,所以热化学方程式为 CH3OH(l)+
3/2]O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76 kJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+[3/2]O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76 kJ/mol;
(4)负极发生氧化反应,负极CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 依据电子守恒CH3OH~CO32-~6e-,16克甲醇物质的量为0.5mol,转移电子为3mol,依据电子守恒O2~4e-,则将产生标准状况下的O2物质的量为0.75mol,标准状况下氧气的体积=0.75mol×22.4L/mol=16.8L,故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;16.8.
点评:
本题考点: 化学平衡状态的判断;热化学方程式;化学电源新型电池;化学平衡常数的含义.
考点点评: 本题考查了影响化学平衡移动的因素、平衡状态的判断等知识点.