Question

【題目】甲醇燃料電池被認為是21世紀電動汽車候選動力源

（1）甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的兩種反應原理是：

①CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H1= + 49.0kJmol﹣1

②CH3OH（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2

已知H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=﹣241.8kJmol﹣1，則反應②的△H2=_____．

（2）工業上一般可采用如圖1所示反應來合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），現實驗室模擬該反應并進行分析，圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線

①該反應的焓變△H_____0（填“＞”“＜”或“=”）．

②T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1_____K2（填“＞”“＜”或“=”）

③現進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO和3molH2，測得CO 和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．從反應開始到平衡，CO的平均反應速率v（CO）=_____，該反應的平衡常數為K=________

④恒容條件下，達到平衡后，下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有_______

A．升高溫度 B．充入He（g）

C．再充入1molCO 和3molH2 D．使用催化劑

Answer 1

【答案】﹣192.8kJmol﹣1 ＜ ＞ 0.075mol/（Lmin） 4/3 C

【解析】

（1）根據蓋斯定律，反應H2（g）+O2（g）═H2O（g）可由①式-②式得到，則△H2=△H1-△H=192.8kJ/mol；

（2）①根據先拐先平原則，由圖1可以知道，溫度，平衡時，溫度越高CO的轉化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動，故該反應正反應為放熱反應，

②平衡時，溫度越高CO的轉化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動，故該反應正反應為放熱反應；升高溫度，平衡向逆反應移動，所以，

③由圖2可知，，化學反應中，各組分的濃度變化與其化學計量數成正比，故反應消耗的，則剩余的氫氣的濃度為3mol/L-1.5mol/L=1.5mol/L，反應的平衡常數；

④要使增大，應使平衡向正反應方向移動

A.因正反應放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則減小，故A錯誤；

B.充入He(g)，使體系壓強增大，但對反應物質來說，濃度沒有變化，平衡不移動，不變，故B錯誤；

C.再充入1mol和3mol，等效于在原來基礎上縮小體積一半，壓強增大，平衡向正反應方向移動，則增大，所以C選項是正確的；

D.使用催化劑，平衡不移動，故n(CO)和均不變，故D錯誤；

因此，本題正確答案是：C.