Question

开发、使用清洁能源发展“低碳经济”，正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：①2CH₃OH（1）+ 3O₂（g）= 2CO₂（g）+ 4H₂O（g）ΔH₁ = –1275.6 kJ·mol^{– 1}

②2CO（g）+ O₂（g）= 2CO₂（g）   ΔH₂ = –566.0 kJ·mol^{– 1}

③H₂O（g）= H₂O（1） ΔH₃ = –44.0 kJ·mol^{– 1}写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                                    。

（2）生产甲醇的原料CO和H₂来源于：CH₄（g）+ H₂O（g）CO（g）+ 3H₂（g）

① 一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则，P_l        P₂；A、B、C三点处对应平衡常数（K_A、K_B、K_C）的大小顺序为__________。（填“<”、“>”“=”）

② 100℃时，将1 mol CH₄和2 mol H₂O通入容积为100 L的反应室，反应达平衡的标志是：                 。

a．容器内气体密度恒定   

b．单位时间内消耗0.1 mol CH₄同时生成0.3 mol H₂

c．容器的压强恒定       

d．3v正（CH₄）= v逆（H₂）

如果达到平衡时CH₄的转化率为0．5，则100℃时该反应的平衡常数K =              

（3）某实验小组利用CO（g）、O₂（g）、KOH（aq）设计成如图b所示的电池装置，负极的电极反应式为                。用该原电池做电源，常温下，用惰性电极电解200 mL饱和食盐水（足量），消耗的标准状况下的CO 224 mL，则溶液的pH =              。（不考虑溶液体积的变化）

（4）氢氧燃料电池的三大优点是：                 、                  、能连续工作。

Answer 1

（1）CH₃OH（1）+ O₂（g）= CO（g）+ 2H₂O（1）ΔH = –442．8 kJ·mol^{– 1}  (2分)

（2）①  <  (1分)； K_C> K_B >K_A  (1分)   ②cd(2分)（漏选得1分，错选不得分）

2.25×10^{– 4} mol²·mol^{– 2}  (2分)（不带单位也给分）

（3）CO - 2e^–+4OH^– → CO+ 2H₂O   (2分)    13 (2分)

（4）污染少 (1分)、能量利用率高 (1分)