（2014•湖北模拟）（1）氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很多，利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方
（2014•湖北模拟）（1）氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很多，利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H（298K）=+49.4kJ/mol
一定条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CH3OH（g）和3mol H2O（g），实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76KJ．则
①达平衡时混合气体的压强是反应前的______倍．
②该条件下的该反应的平衡常数是______（保留两位有效数字）．
③该条件下反应达平衡状态的依据是（填序号）______．
A．υ正（CH3OH）=υ正（CO2） B．混合气体的密度不变
C．c（CH3OH）=c（H2O）D．混合气体的总物质的量不变
（2）甲、乙两容器体积相等，甲容器通入1mol SO2和1mol O2，乙容器通入1mol SO3和0.5mol O2，发生反应：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H＜0，甲、乙起始反应温度相同，均和外界无热量交换，平衡时，甲中SO2的转化率为a，乙中SO3的分解率为b，则a、b的关系为a+b______1（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）甲醇是燃料电池的常见原料，现以熔融的K2CO3为电解质，以甲醇为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极．如图是甲醇燃料电池模型，试回答下列问题：
①写出该燃料电池的负极反应式______．
②空气应该从______（选a、b、c、d）通入．M、N是阴离子交换膜，则阴离子移动的方向是______（填“从左到右”或“从右到左”）．
③如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为（法拉第常数F=9.65×104 C•mol-1）______．
赞 zhang7911 幼苗
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解题思路：（1）①恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比；
②利用三段式法计算出平衡时的浓度，K=[生成物浓度的幂次方/反应物浓度的幂次方]；
③平衡状态时正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变；
（2）二氧化硫和氧气反应放热，分解三氧化硫吸热，在绝热容器中影响平衡移动；
（3）①结合电解质的成分解答；
②氧气发生还原反应在正极，阴离子移向负极；
③据电极反应式计算．
②利用三段式法计算出平衡时的浓度，K=[生成物浓度的幂次方/反应物浓度的幂次方]；
③平衡状态时正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变；
（2）二氧化硫和氧气反应放热，分解三氧化硫吸热，在绝热容器中影响平衡移动；
（3）①结合电解质的成分解答；
②氧气发生还原反应在正极，阴离子移向负极；
③据电极反应式计算．
（1）①吸热19.76KJ，据方程式可以求得，反应的甲醇有[19.76KJ/49.4KJ/mol]=0.4mol，则
CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H（298K）=+49.4kJ/mol
反应前（mol） 1 3 0 0
反应了（mol） 0.40.4 0.4 1.2
平衡后（mol） 0.62.6 0.41.2
平衡后，混合气体的压强是原来的[0.6+2.6+0.4+11.2/1+3]=1.2，
故答案为：1.2；
②K=[生成物浓度的幂次方/反应物浓度的幂次方]=
1．23×0.4
0.6×2.6≈0.11，
故答案为：0.11；
③A、不能体现正逆反应速率相等，故A错误；
B、体积不变，反应物和生成物都是气体，所以密度永远不变，故B错误；
C、甲醇和水蒸气浓度相等，决定于加入的量，与是否平衡无关，故C错误；
D、反应前后气体体积不同，所以气体总物质的量不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
故选D．
（2）若温度和体积都相同时，a+b=1，但现在是绝热容器，甲中温度会升高，抑制了二氧化硫与氧气化合，乙中温度会降低，抑制了三氧化硫的分解，所以，a+b＜1，故答案为：＜；
（3）①甲醇在负极发生氧化反应，电解质溶液是熔融的K2CO3，所以负极的电极反应式应为：CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2+2H2O，
故答案为：CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2+2H2O；
②氧气应在正极反应，所以从d口通入，阴离子从右到左移向负极，故答案为：d；从右到左；
③从电极反应式CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2+2H2O 可知，1mol甲醇反应转移6mol电子，现在有[16g/32g/mol]=0.5mol甲醇反应，转移电子物质的量为3mol，则理论上提供的电量最多为，3mol×9.65×104 C•mol-1=2.895×105 C，故答案为：2.895×105 C．
点评：
本题考点： 化学平衡的影响因素；化学电源新型电池；化学平衡的计算．
考点点评： 本题考查了气体物质的量之比与压强的关系、化学平衡常数的求算、平衡状态的判断、温度对平衡移动的影响、原电池中电极反应式书写、离子移动方向等等，题目有一定难度．
1年前
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