Question

甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業(yè)上可通過CO和H₂化合制備甲醇，該反應的熱化學方程式為： CO(g)＋2H₂(g)  CH₃OH (g)  △H ₁（反應Ⅰ）
該反應的原料CO和H₂本身都可作為燃料提供動力，已知這兩種物質(zhì)燃燒的熱化學方程式為：
CO(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)   △H ₂＝－283 kJ·mol^－1  (反應Ⅱ)
H₂(g)＋O₂(g)＝H₂O(g)   △H₃＝－242 kJ·mol^－1  (反應Ⅲ)
某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵	C－C	C－H	H－H	C－O	CO	H－O
鍵能／kJ·mol－1	348	413	436	358	1072	463

請回答下列問題：
⑴反應Ⅰ的焓變△H₁＝          。
⑵CH₃OH (g)燃燒生成CO₂(g)和H₂O(g)的熱化學方程式為：
CH₃OH(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H₄
該反應的焓變△H₄＝           。
與CO和H₂相比，甲醇作為汽車動力燃料的優(yōu)點是                        
                                                                    。
⑶反應Ⅰ的平衡常數(shù)表達式為                                                。
為提高甲醇的產(chǎn)率，可以采取的措施有                                   
                                                                     
                                                         （寫出3點）。
既能提高產(chǎn)率，又能提高反應速率的措施是                               。
⑷甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池，該燃料電池的電池反應式為：CH₃OH(l)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)。其工作原理示意圖如下：

①在上圖的橫線上標出a、b、c、d四個出入口通入或排出的物質(zhì)名稱（或化學式）
②負極的電極反應式為                   。

Answer 1

(16分)⑴－116 kJ·mol^－1                                       （2分）
⑵－651 kJ·mol^－1                                                   （2分）
單位體積供能多；密度大易于運輸；單位產(chǎn)能耗氧量較少
（1分，其它合理答案均給分）
⑶K＝                                                  （1分）
降低溫度；增加反應氣體的壓強；將反應生成的甲醇及時冷凝從反應體系中移去。
（3分，其它合理答案均給分）
增加反應氣體的壓強                             （1分，其它合理答案均給分）
⑷① 如圖：                                                        （4分）

②CH₃OH(l)＋H₂O(l)－6e^－＝CO₂(g)＋6H^＋                       （2分）

解析