Question

(14分) “潔凈煤技術”研究在世界上相當普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出了熱值高達122500~16000 kJ·m^-3的煤炭氣，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作為能源和化工原料，應用十分廣泛。
（1）已知：
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)　　　ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1　　　①
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)　　ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1　　 ②
C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)　ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1　 ③
則反應CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= 　　　　　　kJ·mol^-1。標準狀況下的煤炭氣（CO、H₂）33.6 L與氧氣完全反應生成CO₂和H₂O，反應過程中轉移　　　　mol e^-。
（2）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣（CO、H₂）作負極燃氣，空氣與CO₂的混合氣體在正極反應，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔點混合物做電解質，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的。負極的電極反應式為：CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；則該電池的正極反應式為　　                            　　　。
（3）密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H₂，在催化劑作用下反應生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如右圖所示。
①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為V_AL，則該溫度下的平衡常數(shù)K=　　             　　　；A、B兩點時容器中物質的物質的量之比為n(A)_總：n(B)_總=　　 　　　。
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間t_A　　 　　　t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改變反應物用量的情況下，為提高CO的轉化率可采取的措施是　    　　。
A 降溫     B 加壓     C 使用催化劑    D 將甲醇從混合體系中分離出來

Answer 1

（1）—524.8 kJ·mol^-1　　 3 mol        （2）O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-
（3）①V_A²/100　  5:4    　②大于   　 ③ABD

略