甲醇不僅是重要的化工原料，而且還是性能優(yōu)良的能源和車用燃料。
Ⅰ.甲醇水蒸氣重整制氫是電動(dòng)汽車氫氧燃料電池理想的氫源，生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)也產(chǎn)生CO，CO會(huì)損壞燃料
電池的交換膜。相關(guān)反應(yīng)如下：
反應(yīng)①：CH3OH（g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）ΔH1
反應(yīng)②：H2（g）+CO2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41kJ?mol-1
如圖1表示恒壓容器中0.5molCH3OH（g）和0.5molH2O（g）轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化。
（1）計(jì)算反應(yīng)①的ΔH1=+49kJ/mol+49kJ/mol。
（2）反應(yīng)①能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是 反應(yīng)①為熵增加的反應(yīng)反應(yīng)①為熵增加的反應(yīng)，升溫有利于提高CH3OH的轉(zhuǎn)化率，但也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是 CO含量升高，損壞燃料電池的交換膜CO含量升高，損壞燃料電池的交換膜。
（3）恒溫恒容下，向密閉容器中通入體積比為1：1的H2和CO2，若只發(fā)生反應(yīng)①，則能判斷反應(yīng)CH3OH（g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）處于平衡狀態(tài)的是 ACDACD。
A．體系內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
B．體系內(nèi)氣體密度保持不變
C．CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
D．?dāng)嗔?molH-H鍵的同時(shí)斷裂3molH-O鍵
（4）250℃、一定壓強(qiáng)和催化劑條件下，1.00molCH3OH和1.32molH2O充分反應(yīng)，平衡時(shí)測(cè)得H2為2.70mol,CO為0.030mol,則反應(yīng)①中CH3OH的轉(zhuǎn)化率是 91%，反應(yīng)②的平衡常數(shù)是 5.6×10-35.6×10-3（以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。
Ⅱ．如圖2是甲醇燃料電池工作原理示意圖。
（5）當(dāng)內(nèi)電路轉(zhuǎn)移1.5molCO2-3時(shí)，消耗甲醇的質(zhì)量是 1616g。
（6）正極的電極反應(yīng)式為 O2+2CO2+4e-=2CO2-3O2+2CO2+4e-=2CO2-3。
mol
CO
2
-
3
CO
2
-
3
CO
2
-
3
【答案】+49kJ/mol；反應(yīng)①為熵增加的反應(yīng)；CO含量升高，損壞燃料電池的交換膜；ACD；91%；5.6×10-3；16；O2+2CO2+4e-=2
CO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/8/7 8:0:9組卷：5引用：1難度：0.5
相似題
-
1．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：62引用：6難度：0.6 -
2．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái)，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3