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        1. (10分)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉化為CH4和O2。紫外光照射時,在不同催化劑(I ,II,III)作用下,CH4的產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖所示。

          (1) 在O?30小時內(nèi),CH4的平均生成速率由大到小的順序為_________;反應開始后的15小時內(nèi),在第_________種催化劑的作用下,收集的CH4最多。
          (2) 將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器,發(fā)生反應
          CH4(g)+H2O(g)CO(g) +3H2(g) △H=+206kJ·mol-1。將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器,某溫度下反應達到平衡,此時測得CO的物質(zhì)的量為O.10 mol,CH4的平衡轉化率為91 %,則此溫度下該反應的平衡常數(shù)為_________ (計算結果取整數(shù))。
          (3) 該反應產(chǎn)生的CO和H2可用來合成可再生能源甲醇,已知CO(g)、CH3OH⑴的燃燒熱分別為,則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學方程式為_________。
          (4)工業(yè)上常利用反應CO(g)+2H2(g)  CH3OH (g), △H<0合成甲醇,在230°C?270°C最為有利。為研究合成氣最合適的起始組成比n(H2):n(C0),分別在230°C、2500C和2700C進行實驗,結果如圖。

          ①2700C的實驗結果所對應的曲線是_________ (填字母);
          ②2300C時,工業(yè)生產(chǎn)適宜釆用的合成氣組成n(H2):n(CO)的比值范圍是_________ (填字母)。
          A. 1 ?1.5   B. 2. 5?3  C. 3. 5?4. 5
          (5) 某同學以石墨為電極,以KOH溶液為電解質(zhì)設計甲醇燃料電池,其負極的電極反應式為_________。
          (10分)(1)v(Ⅰ) > v(Ⅱ) > v(Ⅲ) (1分)  II (1分)
          (2)28 (mol·L-1)2(2分,不帶單位不扣分,得出27同樣得分)
          (3)CH3OH (l) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(l) △H=-443.5 kJ·mol-1(2分)
          (4)① Z (1分)  ② B (1分)
          (5)CH3OH-6e-+8OH- = CO32-+6H2O(2分)
          本題考查化學反應速率的概念、計算及外界條件對反應速率對影響;反應熱的概念和蓋斯定律的計算;熱化學方程式的書寫;與化學平衡有關的計算;圖像的識別和繪制。
          (1)由圖像可以看出,反應進行到30小時時,催化劑Ⅲ生成的甲烷最多,其次是催化劑Ⅱ,催化劑Ⅰ生成的甲烷最少。因此VI、VII和VIII從大到小的順序為VIII>VII>VI>;同理由圖像也可以看出,反應進行到12小時時,催化劑Ⅱ生成的甲烷最多,因此在第Ⅱ種催化劑的作用下,收集的CH4最多。
          (2)設CH4、H2O的物質(zhì)的量均為xmol,則
          CH4(g)  +   H2O(g)CO(g) +3H2(g)
          起始量(mol)  x            x        0      0
          變化量(mol) O.10         O.10     O.10   O.30
          平衡量(mol) x- O.10     x- O.10   O.10   O.30
          根據(jù)題意,轉化率為91%,則91%x=0.1則x=0.11,平衡各物質(zhì)的濃度分別為0.01mol·L-1、0.01mol·L-1、O.10 mol·L-1、O.30 mol·L-1,則平衡常數(shù)K=c(CO)·c3(H2)/[c(CH4)·c(H2O)]=" 0.01" mol·L-1·(O.30 mol·L-1)3/[( O.10 mol·L-1)·( O.10 mol·L-1)]=27(mol·L-1)2
          (3)由熱化學方程式①CO(g)+ 1/2O2(g)= CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1
          ②CH3OH(g)+3/2O2(g) ==CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ?mol-1
          ②-①得CH3OH (l) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(l) △H=-443.5 kJ·mol-1
          (4)①由于合成甲醇的反應是放熱反應,溫度升高,平衡向逆反應方向移動,CO的轉化率降低,故2700C的實驗結果所對應的曲線是Z;②從圖像中2300C對應X曲線,n(H2):n(CO)的比值達到2.5——3范圍,CO的轉化率才達到最大,工業(yè)生產(chǎn)適宜釆用的合成氣組成n(H2):n(CO)的比值范圍選B。
          (5)甲醇燃料電池的負極為甲醇被氧化,生成CO32-,故電極反應式為CH3OH-6e-+8OH- = CO32-+6H2O。
          練習冊系列答案
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          A.m=4B.a(chǎn)=b C.a(chǎn)<D.m≤2

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          A.K>Kw B.KKw C.K<Kw  D.無法比較

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          下列說法正確的是       (   )
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          C.同一可逆反應使用不同的催化劑時,高效催化劑可增大平衡轉化率
          D.等體積、等物質(zhì)的量濃度的HA與NaA(ttA為弱酸)混合,所得混合液的酸堿性取決于Ka(HA)的大小

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          (2)若乙圖表示反應達到平衡后,分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下向平衡混合氣體中充入He氣后的情況,則    曲線表示恒溫恒容的情況,此時該恒溫恒容中
          C%        (填:變大、變小或不變)
          (3)根據(jù)丙圖可以判斷該可逆反應的正反應是      熱反應(填:放熱、吸熱),計量數(shù)x的值是       ;
          (4)丁圖表示在某固定容器的密閉容器中,上述可逆反應達到平衡后,某物理量隨著溫度(T)的變化情況,根據(jù)你的理解,丁圖的縱坐標可以是        ,[填:①C% ②A的轉化率 ③B的轉化率④壓強⑤c(A)⑥c(B)];升溫平衡移動的方向為    。(填:左移或右移)

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          (1)以H2的濃度變化表示該反應的速率。
          (2)達平衡時CO的轉化率。

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          化學中常用圖像直觀地描述化學反應的進程或結果。下列圖像描述正確的是(   )

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