Question

（16分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。

（1）工業上合成甲醇的反應原理為：CO(g) ＋ 2H₂(g)    CH₃OH(g)  ΔH，

下表所列數據是該反應在不同溫度下的化學平衡常數（K）。

①根據表中數據可判斷ΔH       0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。     

②在300℃時，將2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，此時反應將                。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態   D．無法判斷

（2）已知在常溫常壓下：

①2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(l)   ΔH ＝ －1451.6 kJ·mol^-1

②2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)   ΔH ＝ －566.0 kJ·mol^-1

寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式：[來源:Zxxk.Com]

                                                        。

（3）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質構成燃料電池總反應為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，則負極的電極反應式為                    ，（3分）隨著反應的不斷進行溶液的pH         (填“增大”“減小”或“不變”)。

（4）如果以該燃料電池為電源，石墨作兩極電解飽和食鹽水，則該電解過程中陽極的電極反應式為                              一段時間后NaCl溶液的體積為1L，溶液的pH為12（25℃下測定），則理論上消耗氧氣的體積為        mL（3分）（標況下）。

 

Answer 1

【答案】

（16分）（1）①＜        ②A  

（2）CH₃OH(l)+ O₂(g) ＝ CO(g) + 2H₂O  (l) ΔH＝﹣442.8 kJ·mol^-1

（3）CH₃OH + 8OH^--6e^-= CO₃^2-+6H₂O（3分）            減小

（4）2Cl^- - 2e^- = Cl₂↑      56  （3分）

【解析】溫度升高K變小，說明升溫向逆向移動，逆向是吸熱正向為放熱反應，ΔH<0 . 在300℃時，將2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中,K^/=1／9<0.012向正方向移動. （3）負極氧化正極還原CH₃OH + 8OH^--6e^-= CO₃^2-+6H₂O   隨著反應的不斷進行溶液的堿性減弱pH 減小。2NaCl +2H₂O2NaOH+H2↑+Cl2↑