Question

甲醇的研究成为当代社会的热点．

Ⅰ．甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源．

（1）101kP  时，1mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为__________．

（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：

①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H₁=+49.0kJ•mol^﹣1

②CH₃OH（g）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂

已知H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）△H=﹣241.8kJ•mol^﹣1

则反应②的△H₂=__________．

（3）甲醇燃料电池的结构示意图如图1．负极发生的电极反应为____________________．

Ⅱ．一定条件下，在体积为3L的密闭容器中反应CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）达到化学平衡状态．

（1）根据图2，纵坐标为CH₃OH的物质的量，升高温度，K值将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）．

（2）500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H₂的浓度变化表示的化学反应速率是__________（用n_B、t_B表示）．

（3）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是__________（填字母）．

a．CO、H₂、CH₃OH的浓度均不再变化

b．混合气体的密度不再改变

c．混合气体的平均相对分子质量不再改变

d．v_生成（CH₃OH）=v_消耗（CO）

e．混合气中n(CO):n(H₂)：n（CH₃OH）＝1:2:1

（4）300℃时，将容器的容积压缩到原来的，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是__________（填字母）．

a．c（H₂）减少               b．正反应速率加快，逆反应速率减慢

c．CH₃OH 的物质的量增加      d．重新平衡时减小．

Answer

.I．（1） CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣725.76kJ•mol﹣1；

（2）﹣192.8 kJ•mol﹣1；（3） CH3OH+H2O﹣6e﹣═6H++CO2；

Ⅱ．（1）减小 （2）mol/（L．min）； （3）ac；（4）cd．

【解析】

试题分析：I．（1）101kP 时，1mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣725.76kJ•mol﹣1；（2） 根据盖斯定律反应②的△H2=+49.0kJ•mol﹣1﹣241.8kJ•mol﹣1=﹣192.8 kJ•mol﹣1；（3） 通入甲醇的电极为负极，含有质子交换膜，所以负极发生的电极反应为CH3OH+H2O﹣6e﹣═6H++CO2；Ⅱ．（1）升高温度，甲醇的含量减小，K值将减小；（2）500℃时，从反应开始到达到化学平衡，用时，生成甲醇的物质的量为mol；；mol/（L．min）；（3）根据平衡定义，CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化，达到平衡状态；，气体质量不变、体积不变，密度为恒量，密度不改变不一定平衡；，m不变，n变小，反应中平均相对分子质量不再改变，一定达到平衡状态；v生成（CH3OH）=v消耗（CO），都是正反应，不一定平衡；混合气中n(CO):n(H2)：n（CH3OH）＝1:2:1，不一定平衡；（4）将容器的容积压缩到原来的，容器内各物质的浓度都增大；正逆反应速率均加快；平衡向正方向移动，CH3OH 的物质的量增加；重新平衡时，减小。

考点：本题考查化学平衡、原电池、反应热。