Question

【題目】甲醇燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車候選動(dòng)力源

（1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：

①CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H1= + 49.0kJmol﹣1

②CH3OH（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2

已知H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=﹣241.8kJmol﹣1，則反應(yīng)②的△H2=_____．

（2）工業(yè)上一般可采用如圖1所示反應(yīng)來(lái)合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析，圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線

①該反應(yīng)的焓變△H_____0（填“＞”“＜”或“=”）．

②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_____K2（填“＞”“＜”或“=”）

③現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO和3molH2，測(cè)得CO 和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示．從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，CO的平均反應(yīng)速率v（CO）=_____，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=________

④恒容條件下，達(dá)到平衡后，下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有_______

A．升高溫度 B．充入He（g）

C．再充入1molCO 和3molH2 D．使用催化劑

Answer 1

【答案】﹣192.8kJmol﹣1 ＜ ＞ 0.075mol/（Lmin） 4/3 C

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)H2（g）+O2（g）═H2O（g）可由①式-②式得到，則△H2=△H1-△H=192.8kJ/mol；

（2）①根據(jù)先拐先平原則，由圖1可以知道，溫度，平衡時(shí)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說(shuō)明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，

②平衡時(shí)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說(shuō)明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，所以，

③由圖2可知，，化學(xué)反應(yīng)中，各組分的濃度變化與其化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，故反應(yīng)消耗的，則剩余的氫氣的濃度為3mol/L-1.5mol/L=1.5mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)；

④要使增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

A.因正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則減小，故A錯(cuò)誤；

B.充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大，但對(duì)反應(yīng)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，濃度沒(méi)有變化，平衡不移動(dòng)，不變，故B錯(cuò)誤；

C.再充入1mol和3mol，等效于在原來(lái)基礎(chǔ)上縮小體積一半，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則增大，所以C選項(xiàng)是正確的；

D.使用催化劑，平衡不移動(dòng)，故n(CO)和均不變，故D錯(cuò)誤；

因此，本題正確答案是：C.