Question

科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，并開發出直接以甲醇為燃料的燃料電池．已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃燒熱ΔH分別為－285.8 kJ·mol^－1、－283.0 kJ·mol^－1和－726.5 kJ·mol^－1．請回答下列問題：

(1)用太陽能分解10 mol水消耗的能量是________kJ；

(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式為________；

(3)在容積為2 L的密閉容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應的影響，實驗結果如下圖所示(注：T₁、T₂均大于300℃)；

下列說法正確的是________(填序號)

①溫度為T₁時，從反應開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH₃OH)＝n_A/t_Amol·L^－1·min^－1

②該反應在T₁時的平衡常數比T₂時的小

③該反應為放熱反應

④處于A點的反應體系從T₁變到T₂，達到平衡時增大

(4)在T₁溫度時，將1 mol　CO₂和3 mol　H₂充入一密閉恒容容器中，充分反應達到平衡后，若CO₂轉化率為a，則容器內的壓強與起始壓強之比為________；

(5)在直接以甲醇為燃料電池中，電解質溶液為酸性，負極的反應式為________、正極的反應式為________．理想狀態下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產生的最大電能為702.1 KJ，則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)

Answer 1

答案：
解析：

(1)2858 　　(2)CH3OH(l)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ·mol－1 　　(3)③④ 　　(4)1－a/2 　　(5)CH3OH(g)＋H2O－6e－＝CO2＋6H+　3/2O2＋＋6H+＋6e－＝3H2O 　　96.6％