Question

開(kāi)發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”，正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。

（1）已知：①2CH₃OH（1）+ 3O₂（g）= 2CO₂（g）+ 4H₂O（g）ΔH₁ = –1275.6 kJ·mol^{– 1}

②2CO（g）+ O₂（g）= 2CO₂（g）   ΔH₂ = –566.0 kJ·mol^{– 1}

③H₂O（g）= H₂O（1） ΔH₃ = –44.0 kJ·mol^{– 1}寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：                                    。

（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H₂來(lái)源于：CH₄（g）+ H₂O（g）CO（g）+ 3H₂（g）

① 一定條件下CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則，P_l        P₂；A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)（K_A、K_B、K_C）的大小順序?yàn)開(kāi)_________。（填“<”、“>”“=”）

② 100℃時(shí)，將1 mol CH₄和2 mol H₂O通入容積為100 L的反應(yīng)室，反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是：                 。

a．容器內(nèi)氣體密度恒定   

b．單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH₄同時(shí)生成0.3 mol H₂

c．容器的壓強(qiáng)恒定       

d．3v正（CH₄）= v逆（H₂）

如果達(dá)到平衡時(shí)CH₄的轉(zhuǎn)化率為0．5，則100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =              

（3）某實(shí)驗(yàn)小組利用CO（g）、O₂（g）、KOH（aq）設(shè)計(jì)成如圖b所示的電池裝置，負(fù)極的電極反應(yīng)式為                。用該原電池做電源，常溫下，用惰性電極電解200 mL飽和食鹽水（足量），消耗的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO 224 mL，則溶液的pH =              。（不考慮溶液體積的變化）

（4）氫氧燃料電池的三大優(yōu)點(diǎn)是：                 、                  、能連續(xù)工作。

Answer 1

（1）CH₃OH（1）+ O₂（g）= CO（g）+ 2H₂O（1）ΔH = –442．8 kJ·mol^{– 1}  (2分)

（2）①  <  (1分)； K_C> K_B >K_A  (1分)   ②cd(2分)（漏選得1分，錯(cuò)選不得分）

2.25×10^{– 4} mol²·mol^{– 2}  (2分)（不帶單位也給分）

（3）CO - 2e^–+4OH^– → CO+ 2H₂O   (2分)    13 (2分)

（4）污染少 (1分)、能量利用率高 (1分)