Question

开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

(1)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g) △H= -90.8kJ•mol^-1。

①某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的转化率为____，以CH₃OH表示该过程的反应速率v(CH₃OH)=______。

②要提高反应2H₂(g)+CO(g)⇌CH₃OH(g)中CO的转化率，可以采取的措施是_______。

a．升温              b．加入催化剂       c．增加CO的浓度     d．加入H₂     e．加入惰性气体     f．分离出甲醇

(2)①氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)燃料电池。如果是酸性燃料电池，则正极反应方程式是____________。

②科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸，则负极的电极反应式为__________。

Answer

80% 0.08mol/(L·min) df O2+4e-+4H+＝2H2O SO2-2e-+2H2O＝SO+4H+

【解析】

根据速率公式和转化率公式进行计算；根据提高转化率的方法确定方法；根据酸性燃料电池的原理书写电极反应，根据二氧化硫失去电子发生氧化反应，写出电极反应。

(1)①某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，CO的初始浓度为，则CO的转化率为=80%，v(CO)==0.08 mol/(L·min)，2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)，根据化学方程式可知，CO和CH3OH的系数相同，故速率相等，v(CH3OH)==0.08 mol/(L·min)；

②要提高反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H= -90.8kJ•mol-1，

a．升温，平衡向吸热的方向移动，逆向移动，不能提高CO的转化率；

b．加入催化剂，平衡不移动，不能提高CO的转化率；

c．增加CO的浓度，虽然平衡正向移动，外界条件的影响大于体系内平衡的变化，不能提高CO的转化率；

d．加入H2，平衡正向移动，可以提高CO的转化率；

e．2L的密闭容器中，加入惰性气体，参加反应的各物质的分压不变，平衡不移动，故不能提高CO的转化率；

f．分离出甲醇，平衡正向移动，可以提高CO的转化率；

答案选df；

(2)①氢氧燃料电池，是酸性燃料电池，则正极是氧气得电子和氢离子反应生成水，反应方程式是O2+4e-+4H+＝2H2O；

②生产硫酸时，二氧化硫在负极失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2-2e-+2H2O＝SO+4H+。