Question

（16分）工業(yè)常用燃料與水蒸氣反應(yīng)制備H2和CO， 再用H2和CO合成甲醇。

（1）制取H2和CO通常采用：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H＝+131.4 kJ·mol1，下列判斷正確的是 。

a．該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量小于生成物總能量

b．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，上述反應(yīng)生成1L H2氣體時(shí)吸收131.4 kJ的熱量

c．若CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(1) △H＝－QkJ·mol1，則Q＜131.4

d．若C(s)+CO2(g)2CO(g) △H1；CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H2則：△H1+△H2＝+131.4 kJ·mol1

（2）甲烷與水蒸氣反應(yīng)也可以生成H2和CO，該反應(yīng)為：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

已知在某溫度下2L的密閉絕熱容器中充入2.00mol甲烷和1.00mol水蒸氣，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：

	不同時(shí)間各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol
0 min	2min	4min	6min
CH4	2.00	1.76	1.60	n2
H2	0.00	0.72	n1	1.20

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：

①0 min~2min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為 。

②達(dá)平衡時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率為 。在上述平衡體系中再充入2.00mol甲烷和1.00mol 水蒸氣，達(dá)到新平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)與原平衡相比 （填“變大”、“變小”或“不變”），可判斷該反應(yīng)達(dá)到新平衡狀態(tài)的標(biāo)志有______。（填字母）

a．CO的含量保持不變

b．容器中c(CH4)與c(CO)相等

c．容器中混合氣體的密度保持不變

d．3ν正（CH4）=ν逆（H2）

（3）合成甲醇工廠的酸性廢水中含有甲醇（CH3OH），常用向廢液中加入硫酸鈷，再用微生物電池電解，電解時(shí)Co2+被氧化成Co3+，Co3+把水中的甲醇氧化成CO2，達(dá)到除去甲醇的目的。工作原理如下圖（c為隔膜，甲醇不能通過，其它離子和水可以自由通過）。

①a電極的名稱為 。

②寫出除去甲醇的離子方程式 。

③微生物電池是綠色酸性燃料電池，寫出該電池正極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

（1）ad （2）① 0.18mol·L1·min1 ② 20%；變��；ad

（3）①陽極 ②6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2+6H+。 ③4H++O2+4e=2H2O 。

【解析】

試題分析：本題為涵蓋多知識(shí)點(diǎn)的綜合題，各知識(shí)點(diǎn)之間相互獨(dú)立。（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的焓變確定為吸熱反應(yīng)，結(jié)合蓋斯定律可知a、d正確，c項(xiàng)生成的水為液體，放熱大于131.4kJ/mol;

(2) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)

初始量（mol）2.00 1.00 0 0

變化量（mol）0.40 0.40 0.40 1.20

4min時(shí)（mol）1.60 n1

6min時(shí)（mol）n2 1.20 所以反應(yīng)4min時(shí)達(dá)平衡，此時(shí) CH4的轉(zhuǎn)化率為20%；平衡時(shí)再?zèng)_入2.00mol甲烷和1.00mol 水蒸氣，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率降低，導(dǎo)致達(dá)到新平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)比原平衡�。唬�3）由題給信息確定a極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以為陽極；微生物電池為酸性，所以H＋參與正極反應(yīng)，氧氣在該電極發(fā)生還原反應(yīng)，不難確定電極反應(yīng)式。

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)的能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、原電池、電解池。

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點(diǎn)2：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng) 考點(diǎn)3：原電池 試題屬性

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