Question

【題目】開(kāi)發(fā)新能源是解決環(huán)境污染的重要舉措，其中甲醇、甲烷是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池．

已知：①

②

③．

甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 ______ ．

生產(chǎn)甲醇的原料CO和可由反應(yīng)得到．

①一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖則 ______ 填“”、“”或“”，下同、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)、、的大小順序?yàn)?/span> ______ ．

②時(shí)，將和通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ______ 填序號(hào)．

.容器的壓強(qiáng)恒定

.容器內(nèi)氣體密度恒定

正逆

單位時(shí)間內(nèi)消耗同時(shí)生成

甲醇燃料電池簡(jiǎn)稱由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來(lái)越受到關(guān)注．DMFC工作原理如圖2所示：通入a氣體的電極是原電池的 ______ 極填“正”或“負(fù)”，其電極反應(yīng)式為 ______ ．

某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖3所示U形管中氯化鈉溶液的體積為閉合K后，若每個(gè)電池甲烷用量均為標(biāo)況，且反應(yīng)完全，則理論上通過(guò)電解池的電量為 ______ 列式計(jì)算．法拉第常數(shù)，若產(chǎn)生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為 ______ ．

Answer 1

【答案】 ac 負(fù) 13

【解析】

（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱并書寫熱化學(xué)方程式；

（2）①在200℃時(shí)，看不同壓強(qiáng)下CO的轉(zhuǎn)化率大小，結(jié)合化學(xué)方程式中反應(yīng)前后氣體的體積變化解答；正反應(yīng)吸熱，隨溫度升高，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K增大；

②可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等各組分濃度保持不變；

（3）根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，酸性溶液中生成水；

（4）電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑，可知關(guān)系式1 mol CH4～8 mol e-～8molNaOH計(jì)算．

根據(jù)蓋斯定律，將已知反應(yīng)得到，所以該反應(yīng)的，即，故答案為：；

在圖a的位置，平行與縱軸畫一條虛線，可見(jiàn)的轉(zhuǎn)化率，在反應(yīng)中，生成物的氣體體積大于反應(yīng)物，壓強(qiáng)增大時(shí)平衡向逆向移動(dòng)，故，正反應(yīng)吸熱，隨溫度升高，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K增大，所以，故答案為：；；

可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等各組分濃度保持不變，

反應(yīng)前后氣體體積不同，所以容器的壓強(qiáng)恒定時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；

容器體積不變，氣體質(zhì)量不變，所以容器內(nèi)氣體密度始終恒定，故b錯(cuò)誤；

正逆，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；

單位時(shí)間內(nèi)消耗同時(shí)生成，都是正反應(yīng)速率，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；故答案為：ac；

根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，故答案為：負(fù)；；

電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為，可知關(guān)系式，故若每個(gè)電池甲烷通入量為標(biāo)準(zhǔn)狀況，生成，，；電解池通過(guò)的電量為題中雖然有兩個(gè)燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個(gè)池的甲烷量計(jì)算，故答案為：；13。