Question

【題目】開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。

(1)工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJmol-1。

①某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)10min后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為____，以CH3OH表示該過程的反應(yīng)速率v(CH3OH)=______。

②要提高反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)中CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是_______。

a．升溫 b．加入催化劑 c．增加CO的濃度 d．加入H2 e．加入惰性氣體 f．分離出甲醇

(2)①氫氧燃料電池是一種高效無污染的清潔電池它分堿性(用KOH做電解質(zhì))和酸性(用硫酸做電解質(zhì))燃料電池。如果是酸性燃料電池，則正極反應(yīng)方程式是____________。

②科研人員設(shè)想用如圖原電池裝置生產(chǎn)硫酸，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________。

Answer 1

【答案】80% 0.08mol/(L·min) df O2+4e-+4H+＝2H2O SO2-2e-+2H2O＝SO+4H+

【解析】

根據(jù)速率公式和轉(zhuǎn)化率公式進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)提高轉(zhuǎn)化率的方法確定方法；根據(jù)酸性燃料電池的原理書寫電極反應(yīng)，根據(jù)二氧化硫失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)。

(1)①某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)10min后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L，CO的初始濃度為，則CO的轉(zhuǎn)化率為=80%，v(CO)==0.08 mol/(L·min)，2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)，根據(jù)化學(xué)方程式可知，CO和CH3OH的系數(shù)相同，故速率相等，v(CH3OH)==0.08 mol/(L·min)；

②要提高反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H= -90.8kJmol-1，

a．升溫，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，逆向移動(dòng)，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率；

b．加入催化劑，平衡不移動(dòng)，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率；

c．增加CO的濃度，雖然平衡正向移動(dòng)，外界條件的影響大于體系內(nèi)平衡的變化，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率；

d．加入H2，平衡正向移動(dòng)，可以提高CO的轉(zhuǎn)化率；

e．2L的密閉容器中，加入惰性氣體，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的分壓不變，平衡不移動(dòng)，故不能提高CO的轉(zhuǎn)化率；

f．分離出甲醇，平衡正向移動(dòng)，可以提高CO的轉(zhuǎn)化率；

答案選df；

(2)①氫氧燃料電池，是酸性燃料電池，則正極是氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，反應(yīng)方程式是O2+4e-+4H+＝2H2O；

②生產(chǎn)硫酸時(shí)，二氧化硫在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O＝SO+4H+。