I．甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。工业上可用下列两种反应制备甲醇：已知：CO(g) + 2H 2 (g) C

【专家解说】：（16分）
I．2ΔH 1 －2ΔH 2 +ΔH 3 （3分）
II．（1）其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动。（或描述降温的变化，3分）
（2）如下图（2分）（形状1分，标注1分）

（3）计算过程为：（格式2分，速率1分，常数2分，共5分）
CH 4 (g)+H 2 O(g)     CO(g)+3H 2 (g) 
起始浓度（mol/L） 1      1              0      0
变化浓度（mol/L）0.8     0.8            0.8     2.4
平衡浓度（mol/L）0.2     0.2            0.8     2.4
  

（平衡常数没写单位不扣分）
III．O 2 + 2H 2 O + 4e － =4OH － （3分）

试题分析：I．先将4个热化学方程式依次编号为①②③④，再观察、比较后可得：①×2—②×2+③=④，由盖斯定律可知，④的焓变=①的焓变×2—②的焓变×2+③的焓变=2ΔH 1 －2ΔH 2 +ΔH 3 ；II．（1）先读图1，发现在1Mpa或2Mpa、600℃～1000℃时，随着温度的升高，甲烷平衡含量均逐渐减小，说明平衡向正反应方向移动；再根据温度对化学反应速率和化学平衡的影响规律，当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快，平衡向吸热反应方向或正反应方向移动，则甲烷蒸气转化为氢气的正反应是吸热反应；（2）画图要点：①甲烷蒸气转化为氢气的正反应是气体体积增大的反应，当温度和水碳比保持不变时，增大压强，平衡向气体体积减小方向或逆反应方向移动，则甲烷平衡含量增大，因此2MPa时甲烷平衡含量与水碳比之间关系曲线一定高于1MPa时甲烷平衡含量与水碳比之间关系曲线；②当温度和压强保持不变时，随着水碳比的增大，甲烷平衡含量逐渐减小；（3）依题意可知该可逆反应中各组分起始、变化、平衡浓度，则：
CH 4 (g)+H 2 O(g) CO(g)+3H 2 (g) 
起始浓度（mol/L）    1      1        0      0
变化浓度（mol/L）   0.8     0.8      0.8     2.4
平衡浓度（mol/L）   0.2     0.2      0.8     2.4
根据平均反应速率的定义式，v(H 2 )= = =0.4mol/(L?min)
根据化学平衡常数的定义式，K= = mol 2 /L 2 ≈276.5 mol 2 /L 2
III．甲醇燃料电池中正极的主要反应物为氧气，氧元素由0降为—2价，则1个氧气分子得到4个电子，在KOH溶液中只能用氢氧根离子使反应物和产物的电荷守恒，则O 2 +4e － →4OH － ；左边比右边少4个H、2个O原子，根据氢、氧原子个数守恒可知反应物中还有2H 2 O，则正极反应式为O 2 +4e － +2H 2 O =4OH － 。