Question

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）+、H2

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）△H1 回答下列问题．（1）已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2则反应2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=______（用含△H1、△H2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2mol CH4和4mol 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0.25mol?L-1），请在图中画出第5分钟后H2浓度的变化曲线．

Answer 1

Ⅰ（1）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+、H₂O（g）△H₁ 
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂
根据盖斯定律，②×3-①×2得：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=3△H₂-2△H₁  
故答案为：3△H₂-2△H₁；
 （2）合成甲醇为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应即逆反应方向移动，故二氧化碳的转化率减小；
故答案为：减小；
  （3）甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极放电，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
Ⅱ（4）根据图示可知4min反应达到平衡，平衡时CO的浓度为0.10mol/L，v（CO）=

0.1mol/L

4min

=0.025mol?L^-1?min^-1，
v（H₂）=3v（CO）=0.025mol?L^-1?min^-1×3=0.075 mol?L^-1?min^-1；
                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
K=

c(CO)．c3(H2)

c(CH4)?c(H2O)

=

0.1×0．33

0.1×0.3

=0.09   
故答案为：0.075 mol?L^-1?min^-1；0.09；
（5）把容器的体积缩小一半的瞬间CO的浓度变为0.20mol/L，氢气的浓度变为0.6mo/L，8min平衡后浓度CO浓度约为0.25mol/L，则
氢气浓度约为：0.75mol/L，第5分钟后H₂浓度的变化曲线图象为：；
故答案为：．