Question

甲醇既是重要的化工原料，又是电动公交车的清洁能源，利用水煤气在一定条件下含成甲醇，发生的反应为：CO (g) +2H₂(g)CH₃OH(l)   △H=?

（1）己知CO、H₂、CH₃OH的燃烧热分别为283.0kJ/mol，285.8kJ/mol，726.5kJ/mol 则△H=______。

（2）在一容积为2L的恒容密闭容器中加入0.2mol CO和0.4mol H₂，发生如下反应：CO (g) +2H₂(g)CH₃OH(g)，实验测得T₁℃和T₂℃下，甲醇的物质的量随时间的变化如下表所示，下列说法正确的是

①由上述数据可以判断：T₁℃_____T₂℃

②T₁℃时，0～20minH₂的平均反应速率v(H₂)=_________。

③该反应T₁℃达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是_____(选填编号）。

A.改用高效催化剂        B.升高温度   C.缩小容器体积    D.分离出甲醇    E.增加CO的浓度

（3）若保持T₁℃不变，起始时加入CO、H₂、CH₃OH的物质的量分别为amol、bmol、cmol，达到平衡时，仍与原平衡等效，则a、b、c应该满足的条件___________。

（4）当反应在T₁℃达到20min时，控制体积不变，迅速将0.02molCO，0.04molH₂，0.18molCH₃OH同时投入体系中，后在恒压条件下，反应在40min时达到平衡，请在图中画出20〜40min内容器中 H₂浓度的变化趋势曲线：___________

（5）在以CH₃OH(l)为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，则负极的电极反应式为__________；理想状态下，该燃料电池消耗2mol甲醇所能产生的最大电能为1162.4kJ，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）

Answer

-128.1kJ/mol < 0.006mol/(L·min) C、E a+c=0.2，b+c/2=0.4 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 80%

【解析】本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率的计算和影响因素，等效平衡以及影响平衡的因素，化学图像和燃料电池等知识，利用基础知识解答。

（1）因为CO、H2、CH3OH的燃烧热分别为283.0kJ/mol，285.8kJ/mol，726.5kJ/mol，所以①CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ/mol、②H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol、③CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol，根据盖斯定律，①+2×②-③得CO (g) +2H2(g) CH3OH(l)的△H=-283.0kJ/mol-285.8kJ/mol×2+726.5kJ/mol=-128.1kJ/mol。

（2）①根据上述分析，CO和氢气反应生成甲醇的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，达平衡时甲醇的物质的量减少，再根据表格提供的数据可判断，T1℃