Question

甲醇来源丰富．价格低廉．运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景．

Answer 1

解题思路：（1）根据化学处于平衡时正逆反应速率相等，各组成成分不变，以及有关物理量与平衡移动的关系作判断；

（2）①根据浓度熵和平衡常数K的关系来确定反应的方向，进而确定化学反应速率大小；

②根据三段式计算物质的转化率；

（3）燃料电池的工作原理：电池的负极一定是燃料失电子，发生氧化反应，在正极上一定氧气得电子，发生还原反应，阴离子流向负极．

（1）A．由于该反应在恒容条件下进行，气体质量守恒，所以密度也不变，故容器中气体的密度不再改变，不能说明反应处于平衡状态，故A错误；

B．CO百分含量保持不变，反应处于平衡状态，说明反应处于平衡状态，故B正确；

C．由于该反应是体积减小的反应，在反应到达平衡的过程中，压强是不断减小，当容器中气体的压强不再改变时，说明反应处于平衡状态，故C正确；

D．有4个H-H键生成的同时有3个C-H键生成，才说明反应处于平衡状态，故D错误；

故选BC；

（2）①H₂O（g）+CO（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）

初始浓度（mol•L^-1）：2 1 0 0

变化浓度（mol•L^-1）：0.5 0.5 0.5 0.5

末态浓度（mol•L^-1）：1.5 0.5 0.5 0.5

此时浓度熵Qc=[0.5×0.5/1.5×0.5]=[1/3]＜1，即反应会正向进行，正反应速率大于逆反应速率，

故答案为：＞；

②若反应温度不变，达到平衡后，设H₂O的变化浓度为x，

H₂O（g）+CO（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）

初始浓度（mol•L^-1）：2 1 0 0

变化浓度（mol•L^-1）：x x x x

末态浓度（mol•L^-1）：2-x 1-x x x

则

x2

(2−x)(1−x)=1，解得x=[2/3]，所以水的转化率=

2

3

2×100%≈33.3%；

故答案为：33.3%；

（3）①燃料电池的工作原理：电池的负极一定是燃料失电子，发生氧化反应，在正极上一定氧气得电子，发生还原反应，所以a为正极，b是负极，电解质里的阴离子移向电池的负极，所以该电池工作时，OH^-向b极移动；

故答案为：b；

②电池负极是燃料甲醇发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，反应的电极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；

故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

点评：

本题考点： 化学平衡状态的判断；化学电源新型电池；化学平衡的计算．

考点点评： 本题是一道关于化学反应速率、化学平衡以及计算、电化学等知识的综合考查题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大．