Question

（14分）

甲醇被稱為2l世紀的新型燃料，工業上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ，來制備甲醇。

（1）將1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反應室（容積為100L），在一定條件下發生反應：CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示：

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H₂表示的平均反應速率為        。

②圖中的P₁                 P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃時平衡常數為              。

（2）在壓強為0．1 MPa條件下,  a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）  CH₃OH（g） ……Ⅱ。

③該反應的△H                0，△S                  0（填“<”、“>”或“=”）。

④若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是                    

A．升高溫度                         B．將CH₃OH（g）從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大        D．再充入1mol CO和3mol H₂

（3）在最新開發并投入生產的流動電解質直接甲醇燃料電池中，流動電解質硫酸的使用，可提高燃料電池效率約30%，該電池的負極反應為                               。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）①0．0030mol·L^-1·min^-1 （2分）     ②  <（2分）；  2．25×10^-4 （2分）

（2）③＜ （2分） ＜ （2分）        ④   BD  （2分）

（3）CH₃OH + H₂O - 6e^- = CO₂ + 6H⁺ （2分）

【解析】