甲醇（CH3OH）可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料，通過下列反應反應來制備甲醇。
Ⅰ：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH=-129.0kJ?mol-1
（1）CH4（g）與H2O（g）反應生成CH3OH （g）和H2 （g）的熱化學方程式為 CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）ΔH=+77.0kJ/molCH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）ΔH=+77.0kJ/mol。
（2）將1.0molCH4和2.0molH2O（g）通入容積為100L的反應室，在一定條件下發(fā)生反應Ⅰ，測得在一定的壓強下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖1。
①假設100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示該反應的平均反應速率為 0.003mol?L-1?min-10.003mol?L-1?min-1。
（3）在壓強為0.1Mpa、溫度為300℃條件下，將amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應Ⅱ生成甲醇，平衡后將容器的容積壓縮到原來的12，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是 CDCD（填字母序號）。
A.c（H2）減少
B.正反應速率加快，逆反應速率減慢
C.CH3OH的物質(zhì)的量增加
D.c（H2）c（CH3OH）減小
E.平衡常數(shù)K增大
（4）工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）。已知該反應能自發(fā)進行，則下列圖象正確的是 ACAC。
（5）CH3OH 可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構示意圖如圖2，則d電極是 正極正極（填“正極”或“負極”），c電極的反應方程式為 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。若線路中轉(zhuǎn)移6mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標準狀況下的體積為 33.633.6L。
1
2
c
（
H
2
）
c
（
C
H
3
OH
）
【答案】CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）ΔH=+77.0kJ/mol；0.003mol?L-1?min-1；CD；AC；正極；CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；33.6
【解答】
【點評】
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3．現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應式為．
②工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO2時，有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關的電極反應式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：25引用：3難度：0.5