Question

（1）已知在常温常压下：

  ① 2CH3OH(l)+3O2(g)   2CO2(g)+4H2O(g)  △H= -1275.6 kJ·mol－1

  ② H2O(l)     H2O(g)                     △H= + 44.0 kJ.mol－1

     写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                                。

（2）甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

方法一	CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)
方法二	CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)

工业上可用如下方法合成甲醇：

     

            方法一                                       方法二

①方法一：该反应的△S       0（填“＞”或“＜”）。图中曲线a到曲线b的措施是           

                ，恒温恒容时，下列说法能说明反应到达平衡状态的是             。

A.体系的平均摩尔质量不再改变                B. V(CO)= V(CH3OH)

C. H2的转化率达到了最大限度                 D. △H不再改变

②方法二：将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应，如图两条曲线分别表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系，其中a点的平衡常数表达式为：              ；a，b两点化学反应速率别用Va、Vb表示，则Va        Vb（填“大于”、“小于”或“等于”）。 已知原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比，则方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的

             倍(保留两位小数).

甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是通电后将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。写出除去甲醇的离子方程式                                         。 

Answer 1

【知识点】燃烧热、盖斯定律、化学平衡的综合应用

【答案解析】（1）CH3OH(l)十O2(g)   CO2(g)+2H2O(l)  △H= －725.8kJ·mol－1      （2分）

  （2）①＜（1分）  加入催化剂  （2分）  AC（2分）

②  （2分）  大于（2分）1.56  （2分）

（3）　6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋（2分）

 解析：(1)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，书写热化学方程式时，注意可燃物前面的计量数为1；运用盖斯定律，①/2-2×②得：

          CH3OH(l)十O2(g)   CO2(g)+2H2O(l)  △H= －725.8kJ·mol－1

方法一：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)，这是个熵减的反应，△S<0；图中曲线a到曲线b的变化是降低了反应所需的最高能量，改变的条件是催化剂；恒温、恒容时：A、反应是非等体反应，体系的平均摩尔质量不改变，可以作为平衡的判据，故A正确；B、不能表明正逆反应速率相等，故B错误；C、H2的转化率达到了最大限度，说明平衡不再移动，故C正确；D、反应热只与温度有关，故D错误。

②方法二：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)，平衡常数表达式为；增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率增大，则A表示的压强大，等温条件下，压强越大，反应速率加快，故Va大于Vb；原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比，方法一的原子利用率=100%，方法二的原子利用率=32/(32+18)=64%，

则方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的100/64=1.56

(3)要消除甲醇的污染，Co3＋做氧化剂把甲醇氧化成CO2，氧化还原反应：

      6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋

【思路点拨】本题主要考察燃烧热的热化学方程式的书写，有关化学平衡的综合应用是高考的重点，学会分析图像，用“定一议二”的方法。平衡判断问题需要细心，注意方法的归纳及反应的特点。难度不是太大。