Question

利用太陽(yáng)能分解水產(chǎn)生H₂，在催化劑作用下H₂與CO₂反應(yīng)合成CH₃OH，并開(kāi)發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l) ΔH=－285.8 kJ·mol^－1、

CH₃OH(l)+ 3/2O₂(g)= CO₂ (g)+ 2H₂O(l)  ΔH=－726.5 kJ·mol^－1、

CO(g) +1/2O₂(g)= CO₂ (g)  ΔH=－283.0 kJ·mol^－1   請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴ 用太陽(yáng)能分解18g水，需要消耗的能量為     ▲      kJ。

⑵ 液態(tài)CH₃OH不完全燃燒生成CO和液態(tài)H₂O的熱化學(xué)方程式為      ▲        。

⑶ CO₂合成燃料CH₃OH是碳減排的新方向。在容積為2 L的密閉容器中，充2 mol CO₂和6 mol H₂，由CO₂和H₂合成甲醇，反應(yīng)式：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他條件不變的情況下，考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①下列說(shuō)法正確的是      ▲       

A．溫度為T₂時(shí)，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，生成甲醇

的平均速率為:  v(CH₃OH)＝n_B/t_B  mol·(L·min)^－1

B．T₂＞T₁，T₂平衡時(shí)，甲醇產(chǎn)量變少，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)  

C．該反應(yīng)在T₂時(shí)的平衡常數(shù)比T₁時(shí)的平衡常數(shù)大

D．處于A(yíng)點(diǎn)的反應(yīng)體系從T₁變到T₂，平衡逆向移動(dòng)

②能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度標(biāo)志的是     ▲    （填字母）。

A．H₂的百分含量保持不變          B．容器中CO₂ 濃度與H₂濃度之比為1: 3

C．容器中混合氣體的密度保持不變      D．CO₂消耗速率與CH₃OH生成速率相等

⑷科學(xué)家致力于CO₂的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究，如將CO₂和H₂以體積比1∶4比例混合通入反應(yīng)器，適當(dāng)條件下，反應(yīng)可獲得一種能源。完成以下化學(xué)方程式，就能知道該種能源。

CO₂＋4H₂  2H₂O ＋ 　  ▲     。

⑸ 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，總反應(yīng)式為：2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O，則正極的反應(yīng)式為       ▲       ；負(fù)極的反應(yīng)式為      ▲       。

Answer 1

(1) 285.8 （3分）  

⑵ CH₃OH(l) + O₂(g)＝CO(g) + 2H₂O(l)  ΔH=－443.5 kJ·mol^－1（3分）

⑶ ① BD（2分）   ② A （2分）       (4) CH₄ （2分）    

⑸ 4H⁺+O₂+4e^- = 2H₂O（2分）、   CH₃OH+H₂O-6e^- = CO₂+6H⁺（2分）