题目内容
Ⅰ：工业上用CO2和H2在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1 回答下列问题。
（1）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
则反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH= （用含ΔH1、ΔH2表示）
（2）若反应温度升高，CO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）写出在酸性环境中，甲醇燃料电池中的正极反应方程式
Ⅱ：生产甲醇的原料H2可用如下方法制得：CH4(g) + H2O(g) 
CO(g)
+ 3H2(g)，一定温度下，将2 mol CH4和4 mol
H2O通入容积为10L的密闭反应室中，反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：
（4）反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v(H2)为 ；并求此反应在此温度下的平衡常数（在答题卡对应的方框内写出计算过程）。
（5）在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后，若在第8分钟时达到新的平衡（此时CO的浓度约为0.25 mol·L—1 ），请在图中画出第5分钟后H2浓度的变化曲线。
19（除指定外，其余每空2分，共15分）
Ⅰ（1） 3ΔH2-2ΔH1 （2）减小 （3）O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
Ⅱ（4）0.075 mol·L-1·min-1
（此空4分）
CH4(g) + H2O(g) 
CO(g) + 3H2(g)
起始（mol·L-1） 0.2 0.4
变化（mol·L-1） 0.1 0.1 0.1 0.3
平衡（mol·L-1） 0.1 0.3 0.1 0.3
（5）
（3分，起点标对得1分，拐点、平台标对得1分、走势对得1分。5分钟时不画垂直连接线不扣分）
【解析】
试题分析：（1）根据已知的两个方程式和所求方程式可知，所求方程式可由3×②-2×①所得，所以ΔH=3ΔH2-2ΔH1
（2）因为反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)是一个放热反应，所以根据平衡移动原理，温度升高，平衡左移，所以CO2 的转化率减小。
（3）电池的总反应方程式已经给出，根据总反应式2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)，O2 做氧化剂化合价降低，所以正极发生的是3个O2 得12个e-。由于是酸性介质，所以不能有OH- 参与反应，所以参与的是H+ ，同时生成水，所以反应式为3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O，化简后为O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O。
（4）图像中的纵坐标是CO的浓度，所以要求氢气的平均反应速率需要根据方程式进行变形，所以v(H2)= 3v(CO)=3ΔC/Δt=0.3 mol·L-1/4 min =0.075 mol·L-1·min-1 。
平衡常数的计算过程为：
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
起始（mol·L-1） 0.2 0.4
变化（mol·L-1） 0.1 0.1 0.1 0.3
平衡（mol·L-1） 0.1 0.3 0.1 0.3
（5）体积缩小一半后，压强增大且各组分的浓度瞬间增大1倍，所以图像的起点由0.1 mol·L—1瞬间增大到0.2 mol·L—1；又压强增大平衡往系数减小的一边移动，所以CO的浓度增大到约为0.25 mol·L—1 为终点。
考点：主要考查考生化学平衡中的计算、平衡移动原理、还要求化学方程式中的焓变的计算以及燃料电池电极反应式的书写。
巧学巧练系列答案
（2011?太原二模）现已确认，CO、SO2和NOx的排放是造成大气污染的重要原因．
+
= 
+ 2
△H = －725.5
kJ·mol－1
= 1×10－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为
；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L－1
氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1 和V2 的关系为：V1 V2
（填“>”、“<”或“=”）。