题目

题型：高考真题难度：来源：

科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8 kJ·mol^-1、-283.0 kJ·mol^-1和-726.5kJ·mol^-1。请回答下列问题：
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为______________________________。
(3)在容积为2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T₁、T₂均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）
①温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH₃OH)=mol·L^-1·min^-1
②该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大
(4)在T₁温度时，将1molCO₂和3molH₂充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为__________；
(5)在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为____________________________、正极的反应式为________________________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为________（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）

答案

(1)2858
(2)CH₃OH(l)+O₂(g) = CO(g)+2H₂O (l) △H= -443.5kJ×mol^-1
(3)③④
(4)
(5)CH₃OH+H₂O = CO₂+6H⁺+6e^-；O₂+6H⁺+6e^- = 3H₂O；96.6%