研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环．（1）目

Question

研究表明丰富的CO₂完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO₂累积所产生的温室效应，实现CO₂的良性循环．

（1）目前工业上有一种方法是用CO₂和H₂在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气．如图表示恒压容器中0.5mol CO₂和1.5mol H₂转化率达80%时的能量变化示意图． 能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___．
a．容器中压强不变
b．H₂的体积分数不变c．
c（H₂）=3c（CH₃OH）
d．容中密度不变
e．2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂．
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：

实验组[	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需 时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K=___．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值___（填具体值或取值范围）．
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正___V_逆（填“<”，“>”，“=”）．
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___．
（4）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性．常温下，向10mL 0.01mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol•L^-1NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系___；
（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池的负极反应式为___．

Answer 1

（1）CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol，反应是气体体积减小的放热反应；
a．反应再恒压容器中进行，故容器中压强不变，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．H₂的体积分数不变，说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．平衡时各物质的浓度之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故c（H₂）=3c（CH₃OH），不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．密度=(总质量)/(体积)，总质量会变，体积会变，故容器中密度不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；
e．2个C=O断裂是正反应，同时有6个H-H断裂也是正反应，故不能说明反应达到平衡状态，故e错误；
故答案为：bd；
（2）①H₂O（g）+CO（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
初始浓度   0.5mol/L   1mol/L     0        0
转化浓度   0.2mol/L   0.2mol/l  0.2mol/l  0.2mol/l
平衡浓度   0.3mol/L   0.8mol/L  0.2mol/l  0.2mol/l
K=(c(CO2)•c(H2))/(c(CO)•c(H2O))=(0.2×0.2)/(0.3×0.8)=0.17，
故答案为：0.17；
②在反应中当反应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，各反应物的转化率相等，某一种反应物越多，其转化率越低，而另一种反应物的转化率则越高，所以要使CO的转化率大于水蒸气，则0<(a)/(b)<1，
故答案为：<1；
③900℃时，当CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol时，浓度商Qc=(0.5×0.5)/(0.5×0.5)=1>0.17=K，所以此时平衡要逆向移动，故V_正<V_逆，
故答案为：<；
（3）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H₃=-44.0kJ/mol
由(①-②+③×4)/(2)得：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=(-1275.6kJ/mol-(-566.0kJ/mol)+(-44.0kJ/mol)×4)/(2)-442.8KJ/mol；
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ/mol；
 （4）常温下，向10mL 0.01mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol•L^-1NaOH溶液时，H₂C₂O₄和NaOH反应生成NaHC₂O₄，由于NaHC₂O₄溶液显酸性，故溶液中HC₂O₄^-的电离程度大于其水解程度，所以c（C₂O₄^2-）>c（H₂C₂O₄），由于氢离子来自水的电离和HC₂O₄^-的电离，则c（H⁺）>c（C₂O₄^2-），HC₂O₄^-的水解程度较小，则c（HC₂O₄^-）>c（C₂O₄^2-），所以溶液中各离子浓度大小为c（Na⁺）>c（HC₂O₄^-）>c（H⁺）>c（C₂O₄^2-）>c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）>c（HC₂O₄^-）>c（H⁺）>c（C₂O₄^2-）>c（OH^-）；
（5）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案为：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O．