Question

【题目】开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．

已知：①

②

③．

甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 ______ ．

生产甲醇的原料CO和可由反应得到．

①一定条件下的平衡转化率与温度、压强的关系如图则 ______ 填“”、“”或“”，下同、B、C三点处对应平衡常数、、的大小顺序为 ______ ．

②时，将和通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是 ______ 填序号．

.容器的压强恒定

.容器内气体密度恒定

正逆

单位时间内消耗同时生成

甲醇燃料电池简称由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示：通入a气体的电极是原电池的 ______ 极填“正”或“负”，其电极反应式为 ______ ．

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图3所示U形管中氯化钠溶液的体积为闭合K后，若每个电池甲烷用量均为标况，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 ______ 列式计算．法拉第常数，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为 ______ ．

Answer 1

【答案】 ac 负 13

【解析】

（1）根据热化学方程式利用盖斯定律计算反应热并书写热化学方程式；

（2）①在200℃时，看不同压强下CO的转化率大小，结合化学方程式中反应前后气体的体积变化解答；正反应吸热，随温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数K增大；

②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等各组分浓度保持不变；

（3）根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，正极上是氧气得到电子发生还原反应，酸性溶液中生成水；

（4）电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑，可知关系式1 mol CH4～8 mol e-～8molNaOH计算．

根据盖斯定律，将已知反应得到，所以该反应的，即，故答案为：；

在图a的位置，平行与纵轴画一条虚线，可见的转化率，在反应中，生成物的气体体积大于反应物，压强增大时平衡向逆向移动，故，正反应吸热，随温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数K增大，所以，故答案为：；；

可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等各组分浓度保持不变，

反应前后气体体积不同，所以容器的压强恒定时反应达到平衡状态，故a正确；

正逆，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；

单位时间内消耗同时生成，都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故d错误；故答案为：ac；

根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为，故答案为：负；；

电解氯化钠溶液的化学方程式为，可知关系式，故若每个电池甲烷通入量为标准状况，生成，，；电解池通过的电量为题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算，故答案为：；13。