Question

(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m^-3的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

（1）已知：

    C(s)+O₂(g)=CO₂(g)　　　ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1　　　①

    2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)　　ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1　　②

    C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)　ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1　  ③

则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= 　　　　　　kJ·mol^-1。标准状况下的煤炭气（CO、H₂）33.6 L与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应过程中转移　　　　mol e^-。

（2）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，是用煤炭气（CO、H₂）作负极燃气，空气与CO₂的混合气体在正极反应，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为　　                            　　　。

（3）密闭容器中充有10mol CO与20 mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则该温度下的平衡常数K=　　             　　　；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)_总：n(B)_总=　　　　　。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A　　 　　　t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是　     　　。

A 降温     B 加压    C 使用催化剂    D 将甲醇从混合体系中分离出来

 

Answer 1

（1）—524.8 kJ·mol^-1　　 3mol         （2）O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-

 （3）①V_A²/100　 5:4     　②大于    　③ABD

解析:略