目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(

目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化:(1)关于该反应的下列说法中,正确的是______(填字母).A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=______.②该反应的平衡常数表达式K=______.③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是______ (填字母).A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出C.选择高效催化剂 D.再充入1 molCO2和3molH2(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:______.(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极应加入或通入的物质有______;其正极的电极反应式是:______.

(1)依据反应和图象分析判断:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反应是熵减少的反应△S<0;反应物能量高于生成物的能量,判断反应是放热反应,△H<0,
故答案为:C;
(2)图象分析,二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小,甲醇是生成物,随反应进行浓度增大;10nim内达到平衡,生成甲醇浓度为0.75mol/L,二氧化碳浓度变化了0.75mol/L;则①依据化学平衡列式计算为:
                CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1        4           0         0
变化量(mol/L) 0.75     2.25       0.75     0.75
平衡量(mol/L) 0.25     1.75       0.75     0.75
CO2的平均反应速率

故答案为:0.075 mol/L-1*min-1;
②该反应的平衡常数表达式K=c(H2O)c(CH3OH)/c(CO2)c3(H2)    

,故答案为:

③措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是:
A、反应是放热反应,升温平衡逆向进行;故A错误;
B、将CH3OH(g)及时液化抽出,减小生成物的量,平衡正向进行,故B正确;
C、选择高效催化剂只能改变速率,不改变化学平衡,故C错误;
D、再充入l molCO2和3molH2,增大压强平衡正向进行,故D正确;
故选BD;
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇物质的量为0.5mol,完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),△H=-738.4 kJ*mol-1;

(4)甲醇为原料的燃料电池,原电池的负极失电子发生氧化反应,失电子的是甲醇。

此电池的负极应加入或通入的物质有甲醇、氢氧化钠、水;

负极的电极反应式结合化学方程式为2CH3OH+3O2+4KOH→2K2CO3+6H2O;

正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,

负极电极反应式为:2CH3OH+16OH?-12e-=2CO32-+12H2O;
故答案为:甲醇、氢氧化钠、水;O2+2H2O+4e-=4OH-。


该题主要考察主要考查  影响化学平衡的因素,化学反应速率的计算,化学平衡的有关计算,  等考点。

影响化学平衡的因素:

(1)浓度在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。 
(2)压强对反应前后气体总体积发生变化的反应,在其他条件不变时,增大压强会使平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动。

对于反应

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