问题标题:
在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2molCO2和3molH2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),△H=-akJ•mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1
问题描述:

在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2molCO2和3molH2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),△H=-akJ•mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示.

(1)能说明该反应已达平衡状态的是___.(选填编号)

A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C.单位时间内每消耗1.2molH2,同时生成0.4molH2O

D.该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变

(2)计算该温度下此反应的平衡常数K=___.(保留两位有效数字).若改变条件___(填选项),可使K=1.

A.增大压强B.增大反应物浓度C.降低温度D.升高温度E.加入催化剂

(3)某甲醇燃料电池原理如图2所示.

①M区发生反应的电极反应式为___.

②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解的总反应离子方程式为:___.假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为___(忽略溶液体积变化).

刘允松回答:
  (1)①A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变,则能说明达到平衡状态,故A正确;   B.平衡气体质量不变,反应前后气体物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化,说明反应达到平衡,故B符合;   C.单位时间内每消耗1.2molH2,同时生成0.4molH2O,不能体现正逆反应,故不能说明达到平衡状态,故C错误;   D.H2O与CH3OH都是产物,并且按照1:1的比例生成,所以H2O与CH3OH的物质的量浓度之比一直为1:1,不能说明达到平衡状态,故D错误;故选AB;   (2)由图象数据CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)得   开始浓度:11.500   转化浓度:0.250.750.250.25   平衡浓度:0.750.750.250.25   所以K=0.25×0.250.75×0.75
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