工業上用CO生產燃料甲醇.一定條件下發生反應:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).圖1表示反應中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化.請回答下列問題:
(1)在“圖1”中,曲線bb(填:a或b)表示使用了催化劑;該反應屬于放熱放熱(填:吸熱、放熱)反應.
(2)下列說法正確的是ACAC
A.起始充入的CO為2mol
B.增加CO濃度,CO的轉化率增大
C.容器中壓強恒定時,反應已達平衡狀態
D.保持溫度和密閉容器容積不變,再充入1molCO和2molH2,再次達到平衡時n(CH3OH)/n(CO)會減小
(3)從反應開始到建立平衡,v(H2)=0.15mol?L-1?min-10.15mol?L-1?min-1;該溫度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化學平衡常數為1212.若保持其它條件不變,將反應體系升溫,則該反應化學平衡常數減小減小(填“增大”、“減小”或“不變”).
(4)請在“圖3”中畫出平衡時甲醇百分含量(縱坐標)隨溫度(橫坐標)變化的曲線,要求畫壓強不同的2條曲線(在曲線上標出P1、P2,且P1<P2).
(5)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態水的熱化學方程式CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/molCH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol.
(6)CO分析儀以燃料電池為工作原理,其裝置如圖4所示,該電池中電解質為氧化釔-氧化鈉,其中O2-可以在固體介質NASICON中自由移動.下列說法錯誤的是BB.
A.負極的電極反應式為:CO+O2--2e-=CO2
B.工作時電極b作正極,O2-由電極a流向電極b
C.工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b
D.傳感器中通過的電流越大,尾氣中CO的含量越高
(7)利用甲醇燃料電池設計如圖5所示的裝置:則該裝置中Zn極為陰陰極;寫出a極的電極反應式O2+4e-+2H2O═4OH-O2+4e-+2H2O═4OH-

【答案】b;放熱;AC;0.15mol?L-1?min-1;12;減小;CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol;B;陰;O2+4e-+2H2O═4OH-
【解答】
【點評】
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(1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內的壓強不發生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率
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