题目内容
（14分）
甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，来制备甲醇。
（1）将1．0 mol CH4和2．0 mol H2O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）……Ⅰ，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图所示：
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为 。
（2）在压强为0．1 MPa条件下, a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ……Ⅱ。
③该反应的△H 0，△S 0（填“<”、“>”或“=”）。
④若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
A．升高温度 B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入1mol CO和3mol H2
（3）在最新开发并投入生产的流动电解质直接甲醇燃料电池中，流动电解质硫酸的使用，可提高燃料电池效率约30%，该电池的负极反应为 。
（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】
甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和反应②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇（CH3OH）．甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
（1）将1．0 mol CH4和2．0 mol H2O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……Ⅰ，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,
②则用H2表示的平均反应速率为_ 。图中的P1_ _P2（填“<”、“>”或“=”），
100℃时平衡常数为_ _。
③在其它条件不变时降低温度，逆反应速率将_ _（填“增大” “减小”或“不变”）。
（2）在压强为0．1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ……Ⅱ。
④该反应的△H_ _0，△S_ _0（填“<”、“>”或“=”）。
⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_ _。
A．升高温度
B．将CH3OH（g）从体系中分离出来
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1mol CO和3molH2
⑥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的表中。
| l 实验编号 | l T（℃） | l n （CO）/n（H2） | l P（MP） |
| l ⅰ | l 150 | l 1/3 | l 0．1 |
| l ⅱ | l __ | l __ | l 5 |
| l ⅲ | l 350 | l __ | l 5 |
A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0．1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
CH3OH(g)……Ⅱ（14分）
甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，来制备甲醇。
（1）将1．0 mol CH4和2．0 mol H2O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）……Ⅰ，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图所示：
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为 。
（2）在压强为0．1 MPa条件下, a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ……Ⅱ。
③该反应的△H 0，△S 0（填“<”、“>”或“=”）。
④若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
| A．升高温度 | B．将CH3OH（g）从体系中分离 |
| C．充入He，使体系总压强增大 | D．再充入1mol CO和3mol H2 |