问题 填空题

(14分)甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。①CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g)  △H1   ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2 将0.2mol CH4和0.3mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度.压强的关系如图所示:

(1)温度不变,缩小体积,增大压强,①的反应速率             (填“增大”.“减小”.“不变”),平衡向           方向移动。

(2)反应①的△H1       0,(填“﹤”“﹦”“﹥”),其平衡常数表达式为K=               ,100℃,压强为p1时平衡常数的值是                

(3)在压强为0.1Mpa条件下,将a mol CO与3a molH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号T℃n(CO)/n(H2p (Mpa)
I1501/30.1
  5
350 5
(4)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,其工作原理示意图如下:

请回答

①Pt(a)电极的电极反应式为                                           

②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH3OH有          mol。

答案

(1)增大(1分)  逆反应(或向左)(1分)

(2)﹥(1分)   c (CO)·c3(H2)/c (CH4)·c(H2O)(2分)     1.35×10-3(2分)

(3)II   150    1/3        III   1/3   (每空1分共3分)

(4)①CH3OH  +  H2O -6e= CO2↑+ 6 H+    (2分)

②1/3  (2分)

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