题目内容
【题目】将CO2在一定条件下与H2反应转化为甲醇(CH3OH)是变废为宝的好方法，一定条件下，每转化44g CO2放出的热量为49 kJ，CO2转化为甲醇过程中浓度随时间的变化曲线如图所示(已知反应物和生成物在此条件下均为气体)，下列叙述中正确的是( )
A.0～3 min内，CO2和H2所表达的平均反应速率相等，均为0.5 mol·L-1·min-1
B.此反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.0 kJ·mol-1
C.此条件下反应的平衡常数K=
D.降低温度，此反应的平衡常数可能为0.8
【答案】B
【解析】
A.在3min时，CO2和H2在3分钟时浓度相等，则速率分别为v(CO2)=
=
mol/(L·min)，v(H2)=
=
mol/(L·min)，二者速率不同，A错误；
B.首先从图象可看出，反应物为H2、CO2(浓度降低)，生成物为CH3OH；再从浓度的变化量的最简单整数比可确定它们的系数为3、1、1，结合质量守恒原理，可知生成物中还有1molH2O；每转化44g(即1mol)CO2放出49.0kJ的热量，所以热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol，B正确；
C.根据图象中各种物质的平衡浓度可知反应的平衡常数K=
=1.07，C错误；
D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，则平衡常数增大(>1.07)，所以不可能为0.8，D错误；
故合理选项是B。
【题目】可燃冰(天然气水合物，可用CH4xH2O表示)的开采和利用，既有助于解决人类面临的能源危机，又能生产一系列的工业产品。
(1)可燃冰在一定条件下能够释放出CH4气体，该条件是________(填“低温、高压”或“高温、低压”)。
(2)熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)通常被称为第二代燃料电池。以CH4为MCFC的燃料时，电池的工作原理如图所示。
①CH4(g)和H2O(g)可在电池内部经重整反应转化为H2(g)和CO2(g)，已知CH4和H2的标准燃烧热分别为890.3kJ/mol和285.8kJ/mol，H2O(l)=H2O(g) H=+41 kJ/mol，则甲烷重整反应的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g) H=________kJ/mol。
②图中电极A为燃料电池的________(填“正极”或“负极”)，电极B上的电极反应式为________。
(3)在压强为p的恒压容器中，CH4在电弧炉的作用下制取乙炔，化学方程式为2CH4=C2H2+3H2。下表为反应体系的物料衡算表。
成分 | 进料 | 出料 | ||
纯CH4 | CH4 | C2H2 | H2 | |
物质的量(mol) | 44.8 | 19.13 | 8.96 | 39.5 |
①计算可知C2H2的产率α=________。
②出料中C2H2和H2的物质的量之比并不等于1:3，可能的原因是________。
