Question

科學(xué)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(yīng)生成甲醇，并開發(fā)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△H分別為-285.8 kJ·mol^-1、-283.0 kJ·mol^-1和-726.5kJ·mol^-1。請(qǐng)回答下列問題：
(1)用太陽能分解10mol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(tài)水的熱化學(xué)方程式為______________________________。
(3)在容積為2L的密閉容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他條件不變得情況下，考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示（注：T₁、T₂均大于300℃）；下列說法正確的是________（填序號(hào)）

①溫度為T₁時(shí)，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH₃OH)=mol·L^-1·min^-1
②該反應(yīng)在T₁時(shí)的平衡常數(shù)比T₂時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T₁變到T₂，達(dá)到平衡時(shí)增大
(4)在T₁溫度時(shí)，將1molCO₂和3molH₂充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO₂轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為__________；
(5)在直接以甲醇為燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為____________________________、正極的反應(yīng)式為________________________。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ,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(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比）

Answer 1

(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%