Question

（2012?汕头二模）甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景．
（1）工业生产甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol．
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H=-571.6kJ/mol
      H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol
①H₂的燃烧热为

285.8

kJ/mol．
②CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）的反应热△H=

-392.8KJ/mol

．
③若在恒温恒容的容器内进行反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有

AD

．（填字母）
A．CO百分含量保持不变
B．容器中H₂浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．CO的生成速率与CH₃OH的生成速率相等
（2）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：
①甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反应能自发进行的原因是

该反应是一个熵增的反应

．
②甲醇部分氧化法．在一定温度下以Ag/CeO₂-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图所示．则当n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25时，CH₃OH与O₂发生的主要反应方程式为

2CH₃OH+O₂

催化剂

加热

2HCHO+2H₂O

；在制备H₂时最好控制n（O₂）/n（CH₃OH）=

0.5

．
（3）在稀硫酸介质中，甲醇燃料电池负极发生的电极反应式为

CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂↑+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①燃烧热是1mo可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量；
②依据盖斯定律和热化学方程式计算得到；
③平衡标志是反应的正逆反应速率相同，各组分浓度保持不变；
（2））①反应为CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反应能自发进行的原因是△H-T△S＜0，反应是熵增加的反应；
②当n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25时，CH₃OH与O₂发生的主要反应为甲醇的催化氧化生成甲醛，反应的方程式为：2CH₃OH+O₂

催化剂

加热

2HCHO+2H₂O；依据图象分析制备氢气时最好是n（O₂）/n（CH₃OH）=0.5；
（3）酸性介质中，燃料电池，燃料做原电池的负极失电子反应氧化反应，氧气再正极得到电子发生还原反应，甲醇燃烧酸性介质中 生成二氧化碳气体．

解答：解：（1）①根据燃烧热概念，结合热化学方程式，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H=-571.6kJ/mol，氢气的燃烧热为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol，
所以氢气的燃烧热为285.8KJ/mol，故答案为：285.8；
②（1）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol．（2）H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；
（2）×2-（1）得到：CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）△H=-392.8 kJ/mol，故答案为：-392.8 kJ/mol；    
③恒温恒容的容器内进行反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
A、平衡状态各组分的含量不变，证明反应达到平衡，故A正确；
B、氢气和一氧化碳的起始量和消耗量决定，容器中H₂浓度与CO浓度相等不能证明反应达到平衡，故B错误；
C、混合气体的密度=

气体质量

气体体积

，反应过程中气体质量守恒，容器体积相同，密度不变，不能证明反应达到平衡，故C错误；
D、化学反应速率之比等于化学方程式中计量数之比，CO的生成速率与CH₃OH的生成速率相等，说明正逆反应速率相同，故D正确；
故答案为：AD；
（2））①反应为CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反应能自发进行的原因是△H-T△S＜0，反应是熵增加的反应，故答案为：反应是熵增加的反应；
②当n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25时，CH₃OH与O₂发生的主要反应为甲醇的催化氧化生成甲醛，反应的方程式为：2CH₃OH+O₂

催化剂

加热

2HCHO+2H₂O；依据图象分析，在制备H₂时最好控制n（O₂）/n（CH₃OH）=0.5时氢气生成最多，故答案为：2CH₃OH+O₂

催化剂

加热

2HCHO+2H₂O；0.5；
（3）酸性条件下，负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

点评：本题考查了燃烧热概念，热化学方程式书写，盖斯定律的应用，化学反应平衡的标志判断，图象分析应用，原电池电极反应书写方法，题目难度中等．