Question

【题目】甲醇是一种低碳能源，在全球能源危机和环境污染的背景下具有良好的发展前景。在催化剂作用下可用H2和CO合成甲醇，反应的化学方程式为 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)，三种物质的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。

回答下列问题：

(1)代表H2浓度变化的曲线为_______(填“a”、“b”或“c”)。

(2)提出一条可以加快反应速率的措施：______________________________。

(3)04 min内，CH3OH的平均反应速率为_________________。

(4)我国某高校化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时，c口通入的物质为_____________，该电极为____(填“正极”或“负极”)。

②该电池工作一段时间后,，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，消耗的氧气的体积为_____L(标准状况下)。

Answer 1

【答案】 a 增大压强(或升高温度等其他合理答案） 0.15 mol L-l min-1 O2(或空气） 正极 6.72

【解析】(1)由2H2(g)+CO(g)CH3OH反应，H2浓度变化在减小并且是CO的2倍，所以代表H2浓度变化的曲线为a，故答案为：a；

(2)可以加快反应速率的措施为加压或者升温，故答案为：加压或者升温；

(3)根据图象CH3OH为生成物，即代表CH3OH浓度变化的曲线为b，则0-4 min内，CH3OH的平均反应速率===0.15mol/(Lmin)，故答案为：0.15mol/(Lmin)；

(4)①在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，氧气作正极，电解质中的阳离子移向正极，所以c口通入的物质为氧气，故答案为：O2；正极；

②当6.4g即0.2mol甲醇完全反应生成CO2时，根据总反应：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，消耗氧气0.3mol，即标准状况下体积为0.3×22.4=6.72L，故答案为：6.72。