Question

图一是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，回答下列问题：

图一

（1）图一中气体A的俗称是_______________

（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。已知有一组数据：破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946 kJ能量；破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1 mol N-H键能够释放389kJ能量。图二表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①、②的能量变化的数值，填在下边的横线上。

图二

①           kJ ，②            kJ

（3）煤化工产业的重要产品之一甲醇，是一种新型的汽车动力燃料，发达国家等一般通过CO和H₂化合制备甲醇,该反应的化学方程式为：CO (g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)

①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______；

A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变

B.  2v(H₂)_正 = v(CH₃OH)_逆

C. 容器中气体的压强保持不变

D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H₂

②在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H₂发生上述反应，反应在第4 min时候达到其限度，此时容器中压强与反应前之比为3︰5，容器内物质的各种物质的量浓度如下表：

时间/浓度	c(CO)(mol/L)	C(H2 )(mol/L)	c(CH3OH)(mol/L)
起始	0.200	0.300	0.000
第4 min	a	b	c

则b=__________________

（4）甲醇—空气燃料电池（DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，其工作原理如下图所示，该燃料电池的电池反应式为2CH₃OH (g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(l)，则负极的电极反应式为______________________，正极附近pH值_______________(填写“增大”、“减小”或者“不变”)

Answer

（1）水煤气 （2） ① 2254    ② 80      （3） A、C       0.100 

（4）CH3OH-6e- +H2O=CO2+6H+    增大

【解析】

试题分析：（2）①吸收的能量=946+218×6= 2254KJ，②放出的能量=2254-2334=80KJ

（3）①该反应前后气体分子总数不相等，故当平均相对摩尔质量、压强不变时，反应达到了平衡状态；v(H2)正 = 2v(CH3OH)逆也能表示反应达到平衡状态，而D选项都表示逆反应，不能表示反应达到平衡状态。②设反应过程中，CO的转化浓度为x，H2为2x，甲醇为x。则CO的平衡浓度为（0.2-x），H2的平衡浓度为（0.3-2x），甲醇的平衡浓度为x,故，解得：x=0.100。（4）负极发生氧化反应，正极发生还原反应，正极的电极反应式：O2+4e-+4H+=2H2O，故正极的pH值增大。

考点：化学与化工生产