(2013?珠海模拟)甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池.
(1)为探究用 CO2 来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在体积为 1L 的密闭容器中,充入 1molCO2 和 3molH2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
测得 CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如图.请回答:
①从反应开始到平衡,氢气的反应速率:v(H2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)

②能够说明该反应已达到平衡的是
AC
AC

A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗3molH2的同时生成1mol CH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中 n(CH3OH)/n(CO2) 增大的是
CD
CD

A.加入催化剂
B.充入 He(g),使体系压强增大
C.将 H2O(g)从体系中分离
D.降低温度
④求此温度(t1)下该反应的平衡常数 K1=
5.33
5.33
(计算结果保留三位有效数字).
⑤另在温度(t2)条件下测得平衡常数 K2,已知t2>t1,则K2
K1(填“>”、“=”或“<”).
(2)以 CH3OH 为燃料(以 KOH 溶液作电解质溶液)可制成 CH3OH 燃料电池,则充入 CH3OH 的电极为
极,充入O2电极的反应式为
3O2+12e-+6H2O═12OH-(O2+4e-+2H2O═4OH-也算对)
3O2+12e-+6H2O═12OH-(O2+4e-+2H2O═4OH-也算对)

(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H 1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2
则 1mol 甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H=
1
2
(△H1-△H2
1
2
(△H1-△H2
.(用含△H1、△H2 的式子表示)
化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用.氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料.
Ⅰ(1)在298K、101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量.则表示氢气燃烧热的热化学方程式为:
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol

氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景.现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验(图中所用电极均为惰性电极).分析该装置、回答下列问题:
(2)氢氧燃料电池中,a电极为电池的是
负极
负极
(填“正极”或“负极”),气体M的分子式
H2
H2
,a电极上发生的电极反应式为:
H2+OH--2e-=2H2O
H2+OH--2e-=2H2O

(3)若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液,电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态.则在此电解过程中导线上转移的电子数为
4.14
4.14
mol.(保留小数点后2位)
Ⅱ氢气是合成氨的重要原料.工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)?2NH3 (g)△H=-92.2kJ?mol-1
(4)下列事实中,不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是
③④
③④

①N2、H2、NH3的体积分数不再改变;
②单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
③单位时间内生成3n mol N-H键的同时生成n mol N≡N;
④用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2;
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变;
⑥混合气体的总物质的量不再改变.
(5)已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应,测得如下数据:
物质的量/(mol)/时间(h) 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根据表中数据计算:
①反应进行到2小时时放出的热量为
27.7
27.7
kJ.
②0~1小时内N2的平均反应速率
0.05
0.05
mol?L-1?h-1
③此条件下该反应的化学平衡常数K═
0.15
0.15
(保留两位小数).
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2 和NH3各1mol,化学平衡向
正反应
正反应
方向移动(填“正反应”或“逆反应”或“不移动”.)

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