Question

（16分）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇： CO(g)+2H₂(g)    CH₃OH(g)  ΔH< 0。
（1）上述反應的平衡常數(shù)表達式為K=                  ，以下有關說法正確的是________
a．恒溫、恒容條件下，容器內的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
b．一定條件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c．保持容器體積不變，升高溫度可提高CO的轉化率
d．使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH₃OH的產率
（2）其它條件相同時，在T₁、T₂（T₁< T₂）兩個不同溫度下可逆反應達到平衡，請畫出CO的轉化率隨時間變化的示意圖。

（3）已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g) ΔH＝ -a kJ·mol^-1
② 2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH＝ -b kJ·mol^-1
③ H₂O(g)= H₂O(l) ΔH＝ -c kJ·mol^-1
則 CH₃OH(l)+ O₂(g) = CO(g) + 2H₂O(l)  ΔH＝______________kJ·mol^-1。
（4）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。

C極發(fā)生的電極反應式為:___________________________，工作一段時間后，當6.4 g甲醇完全反應生成CO₂時，有______N_A個電子發(fā)生轉移。
（H：1  C：12  O：16）

Answer 1

（16分）
（1）c(CH₃OH) / c(CO)c²(H₂)  (2分) ，A（3分）   
（2）（4分）

（3）（b-a-4c）/ 2（2分）
（4）O₂+4e^-+4H⁺ = 2H₂O（3分），1.2（2分）

（1）a：該可逆反應：正反應氣體系數(shù)不同，則容器內壓強是個變量，何時恒定了，則說明達到平衡。
b：只給出了兩個正反應速率，并不能說明正逆反應速率相等，錯；
c：正反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動，CO的轉化率降低
d：催化劑可改變反應速率但不能改變平衡狀態(tài)和物質的轉化率
（2）該可逆反應，正反應是放熱反應，升溫，反應速率加快，達到平衡所用時間短；平衡逆向移動，CO的轉化率降低
（3）由蓋斯定律可得總反應：（①－②+4×③）/2
（4）氫離子向正極移動，氧氣在反應中得到電子，因此在正極通入的是氧氣，所以電極反應式為O₂＋4e^－＋4H^＋=2H₂O。
電池總反應為：2CH₃OH＋3O₂=2CO₂＋4H₂O；反應中電子轉移為12e^－，故當6.4 g甲醇完全反應時有1.2N_A個電子發(fā)生轉移