二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放．（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2molCO2和3molH2，发生的反应为：CO2（g）

Question

二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放．
（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2mol CO₂和3mol H₂，发生的反应为：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1（a＞0），测得CO₂（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①能说明该反应已达平衡状态的是______．
A．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H₂，同时生成0.4mol H₂O
D．反应中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变
②下列措施中能使(n(CH3OH))/(n(CO2))增大的是______  （选填编号）．
A．升高温度      B．恒温恒容下充入He（g）
C．将H₂O（g）从体系中分离     D．恒温恒容再充入2mol CO₂和3mol H₂
③计算该温度下此反应的平衡常数K=______．若改变条件______（填选项），可使K=1．
A．增大压强   B．增大反应物浓度  C．降低温度  D．升高温度  E．加入催化剂
（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示．

①M区发生反应的电极反应式为______．
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解反应的总反应的离子方程式为：

2Cl^-+2H₂O(电解.)/()H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

2Cl^-+2H₂O(电解.)/()H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

．假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______（忽略溶液体积变化）．
（3）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：
已知：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
CH₃OH（g）=CH₃OH（l）△H=-b kJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-c kJ•mol^-1；
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-d kJ•mol^-1，
则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为：

CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1

CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1

．

Answer 1

（1）①未平衡时是个变量，现在不变说明已经达到平衡状态了，
A．未平衡CO₂的体积分数是个变化的量，现在混合气体CO₂的体积分数保持不变，说明已经平衡了，故A正确；
B．未平衡时混合气体的平均相对分子质量是个变化的量，现在不随时间的变化而变化，说明已经达平衡状态，故B正确；
C．单位时间内每消耗1.2mol H₂，向正方向，同时生成0.4mol H₂O，也向正方向，不能反映正逆反应之间的关系，故C错误；
D．反应中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变，不能说明各自的量不再随时间的变化而变化，故C错误；
故选AB；
②A．升高温度，平衡逆向移动，故比值减小，故A不选；
B．恒温恒容下充入He（g），平衡不移动，故比值不变，故B不选；
C．将H₂O（g）从体系中分离，平衡正向移动，故比值变大，故选C；
D．恒温恒容再充入2mol CO₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动，故比值变大，故选D；
故答案为CD；
③CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）
 初始（mol/L）   1        1.5       0       0
 变化（mol/L）  0.25      0.75     0.25     0.25
 平衡（mol/L）  0.75      0.75     0.25      0.25
   所以      K=(0.25×0.25)/(0.75×0.753)=0.20，
而平衡常数是温度的函数，只有通过改变温度，来改变平衡常数，正反应量放热反应，降低温度，K值变大，故答案为：0.20；c；
（2）①M区是质子流出的一极，应是原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，故答案为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
 ②用惰性电极，电解饱和食盐水总的电极反应式为2Cl^-+2H₂O(电解.)/() H₂↑+Cl₂↑+2 OH^-，pH值变为13时，pOH=1，C（OH^-）=10^-1mol/L，n（OH^-）=10^-1mol/L×300mL×10^-3L/mL=0.03mol，由方程式CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，2Cl^-+2H₂O(电解.)/() H₂↑+Cl₂↑+2 OH^- 
可知  CH₃OH～6e^-～6OH^-
       32g        6mol
       m（CH₃OH）  0.03mol
则m（CH₃OH）=32g×0.03mol÷6mol=0.16g，
故答案为：2Cl^-+2H₂O(电解.)/() H₂↑+Cl₂↑+2 OH^-；0.16g；
（3）应用盖斯定律解题，△H=-△H₁-△H₂+(3)/(2)△H₃+2△H₄=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1，所以CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1，故答案为：CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1