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。

题型：综合题题类：模拟题难易度：普通

黑龙江省哈尔滨市第三中学校2017-2018学年高考理综-化学一模考试试卷

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）、以甲醇为原料制取高纯H₂是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

主反应：CH₃OH(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+3H₂(g) △H=+49 kJ•mol^-1

副反应：H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H=+41 kJ•mol^-1

①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H₂和CO，则该反应的化学方程式为，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（nH₂O∶nCH₃OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处。

③某温度下，将nH₂O∶nCH₃OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p₁ ，反应达到平衡时总压强为p₂ ，则平衡时甲醇的转化率为。（忽略副反应）

（2）、工业常用CH₄与水蒸气在一定条件下来制取H₂ ，其原理为：

CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g) ΔH=+203kJ·mol^-1

①该反应的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：

CO浓度（mol·L^-1）	H₂浓度（mol·L^-1）	逆反应速率(mol·L^-1·min^-1)
0.05	C₁	4.8
c₂	C₁	19.2
c₂	0.15	8.1

由上述数据可得该温度下，上述反应的逆反应速率常数k 为L³·mol^-3·min^-1。

②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 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p_lP₂（填“大于”或“小于”）温度T₃T₄（填“大于”或“小于”）；压强为P₁时，在N点； v_正v_逆（填“大于”或“小于”或“等于”）。求N点对应温度下该反应的平衡常数 K=。