Question

（2014?湖北模拟）（1）氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很多，利用甲醇可以与水蒸气反应

（2014?湖北模拟）（1）氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很多，利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H（298K）=+49.4kJ/mol一定条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CH3OH（g）和3mol H2O（g），实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76KJ．则①达平衡时混合气体的压强是反应前的______倍．②该条件下的该反应的平衡常数是______（保留两位有效数字）．③该条件下反应达平衡状态的依据是（填序号）______．A．υ正（CH3OH）=υ正（CO2） B．混合气体的密度不变C．c（CH3OH）=c（H2O） D．混合气体的总物质的量不变（2）甲、乙两容器体积相等，甲容器通入1mol SO2和1mol O2，乙容器通入1mol SO3和0.5mol O2，发生反应：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H＜0，甲、乙起始反应温度相同，均和外界无热量交换，平衡时，甲中SO2的转化率为a，乙中SO3的分解率为b，则a、b的关系为a+b______1（填“＜”、“＞”或“=”）．（3）甲醇是燃料电池的常见原料，现以熔融的K2CO3为电解质，以甲醇为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极．如图是甲醇燃料电池模型，试回答下列问题：①写出该燃料电池的负极反应式______．②空气应该从______（选a、b、c、d）通入．M、N是阴离子交换膜，则阴离子移动的方向是______（填“从左到右”或“从右到左”）．③如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为（法拉第常数F=9.65×104 C?mol-1）______．

Answer 1

（1）①吸热19.76KJ，据方程式可以求得，反应的甲醇有

19.76KJ

49.4KJ/mol

=0.4mol，则
              CH₃OH（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+3H₂（g）△H（298K）=+49.4kJ/mol
反应前（mol）   1         3        0        0
反应了（mol）  0.4        0.4     0.4     1.2
平衡后（mol）  0.6        2.6      0.4     1.2
平衡后，混合气体的压强是原来的

0.6+2.6+0.4+11.2

1+3

=1.2，
故答案为：1.2；
②K=

生成物浓度的幂次方

反应物浓度的幂次方

=

1．23×0.4

0.6×2.6

≈0.11，
故答案为：0.11；
③A、不能体现正逆反应速率相等，故A错误；
B、体积不变，反应物和生成物都是气体，所以密度永远不变，故B错误；
C、甲醇和水蒸气浓度相等，决定于加入的量，与是否平衡无关，故C错误；
D、反应前后气体体积不同，所以气体总物质的量不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
故选D．
（2）若温度和体积都相同时，a+b=1，但现在是绝热容器，甲中温度会升高，抑制了二氧化硫与氧气化合，乙中温度会降低，抑制了三氧化硫的分解，所以，a+b＜1，故答案为：＜；
（3）①甲醇在负极发生氧化反应，电解质溶液是熔融的K₂CO₃，所以负极的电极反应式应为：CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O，
故答案为：CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O；
②氧气应在正极反应，所以从d口通入，阴离子从右到左移向负极，故答案为：d；从右到左；
③从电极反应式CH₃OH-6e^-+3CO₃^2-=4CO₂+2H₂O 可知，1mol甲醇反应转移6mol电子，现在有

16g

32g/mol

=0.5mol甲醇反应，转移电子物质的量为3mol，则理论上提供的电量最多为，3mol×9.65×10⁴ C?mol^-1=2.895×10⁵ C，故答案为：2.895×10⁵ C．