4.甲醇的研究成为当代社会的热点.

Ⅰ.甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源.
(1)101kP  a时,1mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.51kJ/mol.
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H2
已知H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
则反应②的△H2=-192.8kJ•mol-1
(3)甲醇燃料电池的结构示意图如图1.甲醇进入负极(填“正”或“负”),正极发生的电极反应为O2+4H++4e-═2H2O.负极发生的电极反应为CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2
Ⅱ.一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)达到化学平衡状态.
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c(C{H_3}OH)}}{{c(CO)•{c^2}({H_2})}}$;根据图2,升高温度,K值将减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是$\frac{{2{n_B}}}{{3t{\;}_B}}$mol•L-1•min-1(用nB、tB表示).
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是cd(填字母).
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)         b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是cd(填字母).
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$\frac{c({H}_{2})}{c(C{H}_{3}OH)}$减小.
3.超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2的化学方程式如下:2NO+2CO$\stackrel{催化剂}{→}$2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/s012345
c(NO)/mol•L-11.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
c(CO)/mol•L-13.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
请回答:以下各题(均不考虑温度变化对催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H<0(填写“>”、“<”、“=”).
(2)前2s内的平均反应速度v(N2)=1.875×10-4mol/L•s.
(3)假设在容器中发生上述反应,达到平衡时下列能提高NO转化率的是CD.
A.选用更有效的催化剂    B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度    D.缩小容器的体积
(4)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,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表中.
实验编号T/℃NO初始浓度/
mol•L-1
CO初始浓度/
mol•L-1
催化剂的比表面积/m2•g-1
2801.20×10-35.80×10-382
2801.2×10-35.8×10-3124
3501.2×10-35.8×10-3124
①请在空格----中填入剩余的实验条件数据.
②请在给出的坐标图中,画出表中的Ⅱ、Ⅲ两个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号.(见答题纸)
 0  170871  170879  170885  170889  170895  170897  170901  170907  170909  170915  170921  170925  170927  170931  170937  170939  170945  170949  170951  170955  170957  170961  170963  170965  170966  170967  170969  170970  170971  170973  170975  170979  170981  170985  170987  170991  170997  170999  171005  171009  171011  171015  171021  171027  171029  171035  171039  171041  171047  171051  171057  171065  203614 

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