Question

（14分）甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應(yīng)①和②，用CH₄和H₂O為原料來制備甲醇。①CH₄（g）＋H₂O （g） CO（g）＋3H₂（g）   △H₁    ②CO（g）＋2H₂（g） CH₃OH（g） △H₂  將0．2mol CH₄和0．3mol H₂O（g）通入容積為10L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①，達(dá)到平衡時，CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度．壓強的關(guān)系如圖所示：

（1）溫度不變，縮小體積，增大壓強，①的反應(yīng)速率              （填“增大”．“減小”．“不變”），平衡向            方向移動。

（2）反應(yīng)①的△H₁        0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                ，100℃，壓強為p₁時平衡常數(shù)的值是                 。

（3）在壓強為0．1Mpa條件下，將a mol CO與3a molH₂的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)②。為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。請在下空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

實驗編號	T℃	n（CO）/n（H2）	p （Mpa）
I	150	1/3	0．1
Ⅱ			5
Ⅲ	350		5

（4）近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑電極，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過，其工作原理示意圖如下：

請回答

①Pt（a）電極的電極反應(yīng)式為                                            

②如果該電池工作時電路中通過2mol電子則消耗的CH₃OH有           mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）增大（1分）   逆反應(yīng)（或向左） （1分）

       （2）﹥ （1分）   c （CO）·c³（H₂）/c （CH₄）·c（H₂O） （2分）     1．35×10^-3（2分）

       （3）II   150    1/3        III   1/3    （每空1分共3分）

       （4）①CH₃OH  +  H₂O -6e^-  = CO₂↑+ 6 H⁺    （2分）

       ②1/3   （2分）

【解析】