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4．甲醇是一种可再生能源，在日常生活中有着广泛的应用．工业上用CO生产燃料甲醇，如：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化．

请回答下列问题：
（1）图1表示使用和未使用催化剂时反应过程和能量的对应关系．下列有关催化剂的说法不正确是A
A．降低分子的能量                B．增加了活化分子数
C．提高了活化分子百分数           D．增加了单位体积内的活化分子数
（2）从反应开始到建立平衡，该过程中释放136.5 kJ热量．
（3）在T2℃下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，达到平衡状态时，测得c（CO）=0.2mol•L-1，则CO的转化率为80%．
（4）如图3为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图如．电池总反应为2CH3OH+3O2?2CO2+4H2O．在电脑的使用过程中，电池的温度往往因为各种原因会升高．温度升高不利于（填：“有利于”或“不利于”）电池将化学能转化为电能．该装置中a（填：“a”或“b”）为电池的负极，该电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+．

分析 （1）使用催化剂通过改变反应的历程，降低反应的活化能，增加了活化分子数目及其百分含量，从而加快化学反应速率；
（2）依据图1写出反应的热化学方程式，依据热化学方程式计算生成0.75mol/L×2L=1.5mol乙醇时放出的热量；
（3）根据“三步法”，利用起始量和平衡量计算转化量，从而求算转化率；
（4）2CH3OH+3O2?2CO2+4H2O为放热反应，升高温度平衡向逆向移动，据此判断K变化；依据氢离子的移动方向判断燃料电池的电极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应．

解答 解：（1）使用催化剂通过改变反应的历程，降低反应的活化能，增加了活化分子数目及其百分含量而加快反应速率，
故选A；
（2）依据图1写出反应的热化学方程式：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-91KJ/mol，
依据图2可知反应达到平衡时生成乙醇1.5mol，反应热为：-91KJ/mol×1.5mol=-136.5KJ/mol，放出热量136.5KJ，
故答案为：136.5；
（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
依据方程式：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始 1mol/L     2mol/L       0
转化 0.75mol/L   1.5mol/L    0.75mol/L
平衡 0.25mol/L   0.5mol/L    0.75mol/L
CO的转化率为$\frac{0.8mol/L}{1mol/L}$×100%=80%，
故答案为：80%；
（4）2CH3OH+3O2?2CO2+4H2O为放热反应，升高温度平衡向逆向移动，该反应的平衡常数K将减小，不利用电池将化学能转化为电能；依据氢离子移向可知b电极为正极，a电极为负极，负极发生氧化反应，甲醇在b极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应为：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+；
故答案为：不利于；a；CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+．

点评 本题涉及电化学、热化学以及化学反应速率和化学平衡的综合知识的考查，注意化学平衡常数的计算及其意义，电极方程式书写时注意电解质溶液是否参与反应，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素．霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾．
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（2）已知2SO2 （g）+O2 （g）?2SO3（g）△H=-196kJ/mol，提高反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施．
①T温度时，在2L容积固定不变的密闭容器中加入2.0mol SO2和1.0mol O2，5min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则υ（O2）=0.05mol/（L•min）．
②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是bde（填字母）．
a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2      b．容器内气体的压强不变
c．容器内混合气体的密度保持不变             d．SO3的物质的量不再变化
e．SO2 的生成速率和SO3的生成速率相等
（3）烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示．（电极材料为石墨）

①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）负极，C口流出的物质是硫酸．
②SO32-放电的电极反应式为SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+．
③电解过程中若消耗12.6gNa2SO3，则阴极区变化的质量为4.4g（假设该过程中所有液体进出口密闭）．
12．在2 L密闭容器中将4 mol气体A和2 mol气体B混合，在一定温度下发生反应：3A（g）+2B（g）?xC（g）+2D（g）．2min后达到平衡时生成1.6mol C，又测得反应速率v（D）=0.2mol/（L•min），下列说法正确的是（　　）
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C．A的平衡浓度是2.8mol/LD．平衡时气体的压强是原来的0.94倍
19．NA为阿伏加德罗常数，下述正确的是（　　）
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