甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．已知：①CO（g）+12O2（g）═CO2（g）△H1=-283.0kJ/mol②H2（g）+1

Question

甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H₂合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）．
已知：
①CO（g）+ (1)/(2)O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283.0kJ/mol
②H₂（g）+ (1)/(2)O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ/mol
③CH₃OH（g）+ (3)/(2)O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-192.2kJ/mol
回答下列问题：
（1）计算CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的反应热△H₄=___．
（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1mol CO、2mol H₂，发生CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）反应，下列示意图（a-d）正确且能说明反应在进行到t₁时刻为平衡状态的是___（填选项字母）．

（3）T₁℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H₂，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5min内用H₂表示的反应速率为v（H₂）=___．T₁℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1mol CO、2mol H₂，达到平衡时CO的转化率为0.7，则该容器的体积___5L（填“>”“<”或“=”）；T₁℃时，CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的平衡常数K=___．
（4）在T₁℃时，在体积为5L的恒容容器中充入一定量的H₂和CO，反应达到平衡时CH₃OH的体积分数与n（H₂）/n（CO）的关系如图e所示．温度不变，当 (n(H2))/(n(CO))=2.5时，达到平衡状态，CH₃OH的体积分数可能是图象中的___点．
（5）为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式：___．该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种电化学保护方法叫做___．
（6）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO₂将其氧化为CO₂，然后再加碱中和即可．写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO₂与甲醇反应的离子方程式：___．

Answer 1

（1）①CO（g）+(1)/(2)O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283.0kJ/mol
②H₂（g）+(1)/(2)O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ/mol
③CH₃OH（g）+(3)/(2)O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-192.2kJ/mol
盖斯定律计算①+②×2-③，得到CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₄=-574.4KJ/mol，
故答案为：-574.4KJ/mol；
（2）a、图1表示t1时刻如果达平衡，正反应速率不变，而不是随时间间改变而减小，故a错误；
b、充入1molCO、2molH₂，生成生成物甲醇，放出热量，反应体系的温度升高，K减小，而不是增大，故b错误；
c、一氧化碳与甲醇的物质的量相等，而不是平衡状态，故c错误；
d、随着反应的进行，一氧化碳的质量减小，一氧化碳的质量分数不变，说明各物质的质量不变，反应达平衡状态，故d正确；
故选d，
故答案为：d；
（3）T₁℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H₂，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，化学三行计算列式得到，
                              CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）
起始量（mol/L）     0.2           0.4                 0
变化量（mol/L）    0.16         0.32              0.16
平衡量（mol/L）   0.04          0.08              0.16
则5min内用H₂表示的反应速率为v（H₂）=(0.32mol/L)/(5min)=0.064mol/（L•L），
温度不变，T₁℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1mol CO、2mol H₂，达到平衡时CO的转化率为0.7，转化率减小说明平衡左移，体积增大，T₁℃时，CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的平衡常数K=(0.16)/(0.04×0.082)=625，
故答案为：0.064mol/（L•L）；>；625；
（4）当容器中各物质的物质的量之比等于化学方程式计量数之比时，达到平衡状态时生成物的体积分数最大，所以当(n(H2))/(n(CO))小于2，平衡时甲醇的体积分数逐渐增大，当(n(H2))/(n(CO))大于2，平衡时甲醇体积分数减小，所以C点对应的甲醇的体积分数最大，当(n(H2))/(n(CO))=2.5时，平衡时甲醇体积分数会降低，应选F点，
故答案为：F；
（5）燃料原电池中，甲醇失电子发生氧化反应，所以通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O，该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，是利用铁闸做电解池阴极被保护，名称为：外加电源的阴极保护法，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；外加电源的阴极保护法；
（6）根据信息：二氧化氯和甲醇反应，生成Cl^-、CO₂和水₂，所以反应方程式为：6ClO₂+5CH₃OH=6Cl^-+5CO₂+6H⁺+7H₂O，
故答案为：6ClO₂+5CH₃OH=6Cl^-+5CO₂+6H⁺+7H₂O；