(1)①、由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,说明升高温度平衡向逆反应进行,升高温度平衡吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H3<0,故答案为:<;
②由图可知,10min时,反应已经达平衡,△c(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,所以10min内,v(CO2)==0.075mol/(L?min),反应速率之比等于计量数之比,故v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L?min)=0.225mol/(L?min);
开始CO2的浓度为1mol/L,故容器的体积为=1L,H2的起始浓度为=3mol/L,则:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
故该温度下平衡常数k==5.33;
故答案为:0.225mol/(L?min);5.33;
(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
依据盖斯定律①+②×4得到:2CH3OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ/mol
甲醇的燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol;
(3)①原电池正极发生还原反应,氧气在正极放电,碱性条件下生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,原电池负极反应是燃料失电子在氢氧化钾碱性溶液中生成碳酸盐,电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
②该原电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳与水,二氧化碳在与氢氧化钾反应生成碳酸钾与水,该原电池总的反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,工作一段时间后,当消耗3.2g甲醇物质的量==0.1mol,同时消耗掉的KOH是0.2mol,质量=0.2mol×56g/mol=11.2g;
故答案为:11.2;