Question

甲醇是一种可再生燃料，它的沸点为64.7℃．有科学家提出：把含有过量CO₂的空气吹入碳酸钾溶液中，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后得到甲醇，其构想流程如下：

试回答下列问题：
（1）写出吸收池中主要反应的化学方程式

 

．
（2）在2×10⁵pa、300℃合成塔中，若有440gCO₂与H₂恰好完全反应生成甲醇和水，放出495kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式

 

．
（3）甲醇的一个重要作用是可以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为：

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的书写,热化学方程式,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）二氧化碳通入饱和碳酸钾溶液的吸收池中反应生成碳酸氢钾；
（2）反应方程式为CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH （g）+H₂O（g），结合对应的物质的物质的量以及放出的热量计算反应热；
（3）燃料电池是燃料在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；依据氧化还原反应电子守恒和电荷守恒，注意电解质溶液的环境因素写出电极反应．

解答： 解：（1）二氧化碳通入饱和碳酸钾溶液的吸收池中反应生成碳酸氢钾，反应的方程式为K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃，故答案为：K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃；
（2）n（CO₂）=

440g

44g/mol

=10mol，可放出495 kJ的热量，反应的方程式为CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH （g）+H₂O（g），则生成1 mol CH₃OH放出热量49.5 kJ的热量，所以热化学方程式为CO₂（g）+3H₂（g）

催化剂   .

高温高压

CH₃OH （g）+H₂O（g）△H=-49.5kJ?mol^-1，
故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）

催化剂   .

高温高压

CH₃OH （g）+H₂O（g）△H=-49.5kJ?mol^-1；
（3）燃料电池是燃料在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，依据氧化还原反应电子守恒和电荷守恒，碱性电解质溶液中电极反应为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O或：2CH₃OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查较为综合，涉及物质的分离、制备、热化学方程式的书写、化学平衡的移动以及电化学、平衡计算等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意相关知识的把握．