题目内容
【题目】(1)甲醇一空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如图甲所示，该电池中正极的电极反应式为_____。
(2)工业上合成甲醇一般采用下列反应：
，
，图乙是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)：
①由图中数据判断a_______0(填“＞”“＝”或“＜”)。
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的恒容密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)＝0.5mol·L－1，则此时的温度为________℃。
(3)T℃时，在恒容密闭容器中发生反应：，各物质的浓度变化如图丙所示：
①反应从0min到3min之间，CH3OH的反应速率为________________。
②CO在0～1min和1～3min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(0～1)，v(1～3)表示]的大小为_____________________________。
(4)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃、催化剂条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气。图丁表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2反应时转化率达80％的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：_________________________________。
【答案】O2+4e-+4H+=2H2O ＜ 310℃ 0.2mol/（L·min） ＞ CO2+3H2＝CH3OH+H2O H=-49kJ/mol
【解析】
(1)根据图像可知，正极上氧气得电子，与质子结合生成水；
(2)根据图像信息，确定K及温度的关系进行计算；
(3)①根据图像可知，0～3mim时甲醇的浓度变化为0.6mol/L；
②CO为反应物，开始浓度大，反应速率快，平均值也快，随反应的进行浓度逐渐减小，反应速率减慢，平均值降低；
(4)反应方程式为CO2+3H2＝CH3OH+H2O，根据参加反应的二氧化碳的物质的量计算焓变。
(1)根据图像可知，正极上氧气得电子，与质子结合生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；
(2)①根据图乙可知，升高温度，K减小，平衡逆向移动，则逆向反应为吸热反应，正方应放热，H＜0；
② CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）
初始（mol）：2 6 0
反应（mol）：1 2 1
平衡（mol）：1 4 1
K=0.5/（22×0.5）=0.25，温度为310℃；
(3)①根据图像可知，0～3mim时甲醇的浓度变化为0.6mol/L，v（CH3OH）=0.6mol/L÷3min=0.2mol/（L·min）；
②CO为反应物，开始浓度大，反应速率快，平均值也快，随反应的进行浓度逐渐减小，反应速率减慢，平均值降低，则v(0～1)＞v(1～3)；
(4)反应方程式为CO2+3H2＝CH3OH+H2O，二氧化碳为0.5mol，转化率为80％，则参加反应的物质的量为0.4mol，释放的热量为23 kJ-3.4 kJ=19.6kJ，因此1mol时释放19.6kJ÷0.4＝49kJ，则H=-49kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为CO2+3H2＝CH3OH+H2O H=-49kJ/mol。
【题目】向2L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B，发生反应A（s）+2B（g）
D（g）+E（g）△H=QkJ·mol-1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表:
物质的量（mol） 时间（min） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
B | 2.00 | 1.36 | 1.00 | 1.00 | 1.20 | 1.20 |
D | 0 | 0.32 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
E | 0 | 0.32 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
（1）T℃时，该反应的平衡常数K=___________。
（2）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是______（填字母编号）。
a.通入一定量的B
b.加入一定量的固体A
c.适当缩小容器的体积
d.升高反应体系温度
e.同时加入0.2mol B、0.1molD、0.1mol E
（3）对于该反应，用各物质的反应速率与时间的关系曲线表示如下，示意图中的___________（填序号）正确。
（4）容器的体积和温度T1℃不变，向该容器中加入1.60molB、0.20molD、0.20molE和0.4molA，达到平衡后，与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同，投入固体A的物质的量n的取值范围是___________。
（5）若该密闭容器绝热，实验测得B的转化率随温度变化如图所示。由图可知，Q_________0（填“大于”或“小于），c点v正__________v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）。
