Question

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：（CO2+3H2═CH3OH+H2O），并开发出直

Answer 1

解题思路：（1）根据氢气的燃烧热可知水分解吸收的能量，然后利用化学计量数与反应热的关系来计算；

（2）根据图象中甲醇的变化来计算反应速率，并利用图象中时间与速率的关系来分析T₁、T₂，再利用影响平衡的因素来分析解答；

（3）根据化学平衡的三段法计算平衡时各物质的物质的量，再利用反应前后气体的物质的量之比等于压强之比来解答；

（4）利用原电池原理、氧化还原反应的有关原理及元素守恒和电荷守恒，可写出电极反应．

（1）由H₂（g）的燃烧热△H为-285.8kJ•mol^-1知，1molH₂（g）完全燃烧生成1molH₂O（l）放出热量285.8kJ，

即分解1mol H₂O（l）为1mol H₂（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解10mol H₂O（l）消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ，

故答案为：2858；

（2）根据题给图象分析可知，T₂先达到平衡则T₂＞T₁，由温度升高反应速率增大可知T₂的反应速率大于T₁，

又温度高时平衡状态CH₃OH的物质的量少，则说明可逆反应CO₂+3H₂⇌CH₃OH+H₂O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，

则T₁时的平衡常数比T₂时的大，③、④正确，②中该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的大，则②错误，①中按照其计算速率的方法可知反应速率的单位错误，应为mol•min^-1，则①错误，

故答案为：③④；

（3）由化学平衡的三段模式法计算可知，

CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）

起始1300

变化a3 aaa

平衡 1-a3-3aaa

根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，

则容器内的压强与起始压强之比为

(1−a+3−3a+a+a)

1+3=[2−a/2]，故答案为：[2−a/2]；

（4）由燃料电池是原电池的一种，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，在甲醇燃烧生成二氧化碳和水的反应中，甲醇是还原剂，氧气是氧化剂，所以甲醇在正极发生得电子反应，氧气在负极发生失电子反应，但在酸性介质中，正极不会生成大量氢离子，则电解质参与电极反应，所以甲醇燃料电池的负极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，正极反应式O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；

点评：

本题考点： 物质的量或浓度随时间的变化曲线；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素．

考点点评： 本题主要考查了燃烧热、盖斯定律、热化学反应方程式、反应速率、化学平衡、原电池原理等重要知识，难度中等，掌握基础是关键．