Question

8．甲醇是一种优质燃料，在工业上常用
CO和H₂合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）．
已知：①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283kJ•mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol
③CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-192.2kJ•mol，
（1）计算CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）的反应热△H₄=-574.4kJ/mol．
（2）为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，并用以此为电源进行电解实验，装置如图所示，回答相关问题．
①写出通甲醇一极的电极反应方程式CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
写出乙池中B（C）电极的电极反应式4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
②反应过程中，乙池溶液pH的变化为（升高、降低或不变 ）降低
③当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂280mL（标准状况下）

Answer 1

分析 （1）结合热化学方程式和盖斯定律计算，计算①+②×2-③得到CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的热化学方程式；
（2）通入甲醇的为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，通入氧气的为正极，发生还原反应，乙池为点接触，A为阴极，发生还原反应珊瑚虫银，B为阳极，发生氧化反应生成氧气，以此解答该题．

解答 解：（1）①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283.0kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ/mol
③CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-192.2kJ/mol
盖斯定律计算①+②×2-③，得到CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₄=-574.4KJ/mol，
故答案为：-574.4kJ/mol；
（2）①通入甲醇的为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，B为阳极，发生氧化反应生成氧气，电极方程式为4 OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；4 OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②电解硝酸银溶液生成氧气、银河硝酸，溶液pH降低，故答案为：降低；
③铁电极上析出银，A（Fe）极的质量增加5.40g时转移电子的物质的量=$\frac{5.40g}{108g/mol}$×1=0.05mol，根据串联电路中转移电子相等，得甲池中理论上消耗O₂体积=$\frac{0.05mol}{4}$=280mL，
故答案为：280．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应与能量变化阳极原电池和电解池原理，注意把握盖斯定律的应用，能根据得失电子确定正负极、阴阳极，再结合各个电极上发生的反应来分析解答，注意守恒思想的运用，题目难度不大．