Question

【题目】甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，其合成反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

(1)下表列出了一些化学键断裂需要的能量数据，则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=________。

化学键	H-H	C-O	CO	H-O	C-H
E(kJ·mol-1)	436	343	1076	465	413

工业上用天然气为原料合成甲醇，分为两阶段。

I制备合成气：CH4+H2O(g)=CO+3H2。

(2)为解决合成气中H2过量CO不足问题，原料气中添加CO2，发生反应CO2+H2=CO+H2O。为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为___ 。

Ⅱ合成甲醇

实验室进行模拟合成实验。将1 molCO和2molH2通人密闭容器中，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示：

(3)比较T1、T2、T3的大小，并说明理由____。

(4)平衡常数K(b)___ K(d)、正反应速率v(a) ___v(b)（均填“大于”“小于”或“等于”）。

(5)c点时反应的压强平衡常数Kp=___ (kPa)-2（用数字表达式表示，Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

(6)a点时，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩刮原来的，对平衡体系产生的影响是______。

A. c(H2)减少 B.正反应速率加快，逆反应速率减慢

C.CH3OH的物质的量增加 D.重新平衡时减小E. CH3OH的体积分数增加

(7)科研人员设计了一种新型甲醇燃料电池，其电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，该电池工作时的负极电极反应式为 ________。

Answer 1

【答案】 -99kJ/mol 3:1 T1<T2<T3 该正反应放热，温度升高平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小 等于 小于 CDE CH3OH-6e-+302-=CO2↑+2H2O

【解析】（1）根据△H=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量=1076+2×436-（3×413+343+465）=-99kJ/mol；正确答案：-99kJ/mol。

I (2) 由可以知道,理论上一氧化碳与氢气按进行反应,由反应可以知道甲烷生成与,过量,过量的氢气由二氧化碳反应,根据反应可以知道需二氧化碳,所以理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为；正确答案：3:1。

(3)该反应正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，所以温度由小到大的顺序为 T1<T2<T3；正确答案：T1<T2<T3 ；该正反应放热，温度升高平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小。

(4)由于平衡常数为温度的函数，温度不变，平衡常数不变，所以平衡常数K(b)= K(d)；温度高反应速率快，因为T1<T2，所以正反应速率v(a) 小于v(b)；正确答案：等于； 小于。

(5)已知将1 molCO和2molH2通人密闭容器中，一氧化碳的平衡转化率为35%；计算如下：

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始量 1 2 0

变化量 0.35 0.7 0.35

平衡量 0.65 1.3 0.35

平衡分压 0.65/2.3 1.3/2.3 0.35/2.3

c点时反应的压强平衡常数Kp=p(CH3OH)/p(CO)p2(H2)= [0.35/2.3]/ 0.65/2.3×(1.3/2.3)2=；正确答案：。

6)针对于反应CO(g +2H2(g)CH3OH(g)，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩到原来的一半，相当于加压过程，平衡右移，氢气的物质的量减少,但浓度增大,所以c(H2)增大，A错误；体积变小，各物质浓度增大，正反应速率加快，逆反应速率也加快，B错误；体积缩小，压强增大，平衡右移，CH3OH的物质的量增加，C正确；将容器的容积压缩到原来的,压强增大,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,的物质的量增加,浓度增大,氢气的物质的量减少,但浓度增大；故有减小，D正确；平衡右移CH3OH的物质的量增加，CH3OH的体积分数增加，E正确；正确答案：CDE。

(7) 新型甲醇燃料电池，甲醇做负极发生氧化反应，电极反应式为CH3OH-6e-+302-=CO2↑+2H2O；正确答案：CH3OH-6e-+302-=CO2↑+2H2O。