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甲醇可作为燃料电池的原料.通过下列反应可以制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1在

来源:新能源网
时间:2024-08-17 11:47:02
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甲醇可作为燃料电池的原料.通过下列反应可以制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1在【专家解说】:(1)T1℃利用A点时CO的转化率为5

【专家解说】:(1)T1℃利用A点时CO的转化率为50%,则CO转化的物质的量浓度为:10mol20L×50%=0.25mol/L,H2、CH3OH转化的物质的量浓度分别为:0.5mol/L、0.25mol/L,平衡时,CO、H2、CH3OH浓度分别为:0.25mol/L、20mol20L?0.5mol/L=0.5mol/L、0.25mol/L,K=0.25mol/L0.25mol/L×(0.5mol/L)2=4 L2?mol-2,故答案为:4 L2?mol-2;
(2)正反应方向为气体体积减小的方向,T1℃时比较CO的转化率,转化率越大,则压强越大,图象中P2转化率大于P1,可知P1<P2,故答案为:<;
(3)A、B两容器温度相同,即化学平衡常数相等,且B点时CO的转化率为0.8,
则            CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始(mol):10     20         0
转化(mol):8      16         8
平衡(mol):2       4         8
设体积为VL,则有K=8V2V?(4V)2=4,V=4L,
故答案为:4;
(4)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),
A.CO的含量保持不变,说明反应达到平衡,故A正确;
B.容器中CH3OH浓度与CO浓度相等,与消耗量和起始量有关反应不一定达到平衡,故B错误;
C.反应速率之比等于化学方程式系数之比是正反应速率之比,2V正(CH3OH)=V正(H2),若2V正(CH3OH)=V逆(H2)说明V正(H2)=V逆(H2)说明反应达到平衡,故C正确;
D.混合气体质量不变,反应前后体积不同,反应过程中密度变化,容器中混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡,故D正确;
故答案为:ACD;   
(5)A.该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,则T1<T2<T3,故A正确;
B.由图可知,a、c两点压强相同,平衡时a点CO转化率更高,该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,故温度T1<T3,温度越高,反应速率越快,故υ(a)<υ(c).b、d两点温度相同,压强越大,反应速率越大,b点大于d点压强,则v(b)>v(d),故B错误;
C.由图可知,a、c两点压强相同,平衡时a点CO转化率更高,该反应为放热反应,故温度T1<T3,降低温度平衡向正反应方向移动,则K(a)>K(c),平衡常数只与温度有关,b、d两点温度相同,平衡常数相同,则K(b)=K(d),故C错误;
D.CO转化率的越大,n总越小,由M=mn,可知,a点n总小,则M(a)>M(c),M(b)>M(d),故D错误;
故选A;
(6)利用盖斯定律,消去两个热化学方程式中的CO,可得到答案,写出热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5 kJ?mol-1,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5 kJ?mol-1;
(7)该燃料电池负极发生氧化反应,则甲醇失去电子,用电解质溶液中的CO32-,得到电极反应式:CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2+2H2O,故答案为:CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2+2H2O.
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