Question

（16分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g) ＋ 2H₂(g)    CH₃OH(g)  ΔH，

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

①根据表中数据可判断ΔH       0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。     

②在300℃时，将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将                。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断

（2）已知在常温常压下：

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

写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：[来源:Zxxk.Com]

                                                        。

（3）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，则负极的电极反应式为                    ，（3分）随着反应的不断进行溶液的pH         (填“增大”“减小”或“不变”)。

（4）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为                              一段时间后NaCl溶液的体积为1L，溶液的pH为12（25℃下测定），则理论上消耗氧气的体积为        mL（3分）（标况下）。

 

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）            减小

（4）2Cl^- - 2e^- = Cl₂↑      56  （3分）

【解析】温度升高K变小，说明升温向逆向移动，逆向是吸热正向为放热反应，ΔH<0 . 在300℃时，将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中,K^/=1／9<0.012向正方向移动. （3）负极氧化正极还原CH₃OH + 8OH^--6e^-= CO₃^2-+6H₂O   随着反应的不断进行溶液的碱性减弱pH 减小。2NaCl +2H₂O2NaOH+H2↑+Cl2↑