以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。(1)...

问题详情：

以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。

(1)  以*醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。*醇水蒸气重整制*主要发生以下两个反应：

主反应：CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g)    △H = +49 kJ•mol－1

副反应：H2(g) + CO2(g) CO(g) + H2O(g)        △H=+41 kJ•mol－1

①     *醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的热化学方程式为                                                  ，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________。

②分析适当增大水醇比对*醇水蒸气重整制*的好处是_______________。

③某温度下，将n(H2O)∶n(CH3OH) = 1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为P1，反应达平衡时总压强为P2，则平衡时*醇的转化率为____________（忽略副反应）。

(2)  工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)  ΔH = + 203 kJ•mol－1

①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k•c(CO) •c3(H2)，k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数 k为_________L3•mol－3•min－1。

②在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示：

则压强Pl_______P2（填“大于”或“小于”）；N点v正       M点v逆（填“大于”或“小于”）；求Q点对应温度下该反应的平衡常数K=________。平衡后再向容器中加入1 mol CH4和1 mol CO，平衡_______移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”）。

【回答】

(1) ①CH3OH(g)  CO(g) + 2H2(g)  ΔH = +90 kJ·mol－1（2分）

 升温（1分）

②提高*醇的利用率、有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生（2分）

③ （2分）

(2) ①1.2×104（2分） ②大于（1分）小于（1分）48 mol2·L－2（2分）正反应方向（1分）

知识点：化学反应速率 化学平衡

题型：综合题