【題目】1甲醇燃料電池(DNFC)被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車最佳候選動(dòng)力源。

①在25、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱2268kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__________________________。

②甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:

aCH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) H1=+490kJ·mol—1

b H2

已知H2(g)+ O2(g) H2O(g) H3=-2418kJ·mol-1

則反應(yīng)②的H2=_________ kJ·mol-1

2工業(yè)上一般可采用下列反應(yīng)來合成甲醇:COg+2H2gCH3OHg),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”““=”).

T1T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_____K2(填”““=”

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1molCO3molH2,測(cè)得COCH3OHg)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示.從反應(yīng)開始到平衡,CO的平均反應(yīng)速率vCO=_____,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=_____。

④恒容條件下,達(dá)到平衡后,下列措施中能使增大的有_____

A.升高溫度 B.充入Heg

C.再充入1molCO 3molH2 D.使用催化劑.

【答案】 CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH–725.76kJ·mol1 192.8 0.075mol/Lmin C

【解析】11g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ,則1mol甲醇(32g) 燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱32×22.68kJ=725.76kJ,故甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+ O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH–725.76kJ·mol1;②根據(jù)蓋斯定律可知,ab即得到H2 (g)+ O2 (g)H2O(g),所以該反應(yīng)的△H3H2H1,即-241.8kJ·mol-1H249.0kJ·mol—1,.解得△H2 =-192.8 kJ·mol -1;(2)①根據(jù)先拐先平原則,由圖1可知,溫度T1<T2,平衡時(shí),溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度,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),△H<0;②平衡時(shí),溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度,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K1>K2;CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=0.075mol/(Lmin);

根據(jù)反應(yīng)方程式:CO + 2H2 CH3OH

起始(mol/L) 1 3 0

反應(yīng)(mol/L) 0.75 1.5 0.75

平衡 (mol/L) 0.25 1.5 0.75

反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;④因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng), 將減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;恒容條件下,充入He,平衡不移動(dòng), 將保持不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;再充入1molCO3mol H2 相當(dāng)于增大了壓強(qiáng),平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng), 將增大,選項(xiàng)C正確;使用催化劑,平衡不移動(dòng), 仍將保持不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,答案選C。

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