Question

（17分）Ⅰ．甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。

（1）101 kPa时，1 mol CH₃OH液体完全燃烧生成CO₂和液态水时放出热量726.51 kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                                    。

（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：

①CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g)    △H₁=+49.0 kJ·mol^-1

②CH₃OH(g)+O₂(g)= CO₂(g)+2H₂(g)    △H₂=    

已知H₂(g)+O₂(g)===H₂O(g) △H = —241.8kJ·mol^-1，则反应②的△H₂=         。

（3）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，现在实验室模拟该反应并进行分析。下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH______0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁_______K₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。

Ⅱ．元素铬及其化合物工业用途广泛。但含+6价铬的污水会损坏环境。电镀厂产生的镀铜废水中含有一定量的Cr₂O₇^2-，处理该废水常用还原沉淀法。

（1）下列溶液中可代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是       （填选项序号）

A．FeSO₄溶液        B．浓H₂SO₄         C．酸性KMnO₄       D．Na₂SO₃溶液

（2）上述流程中，每消耗1mol Na₂S₂O₃，转移0.8mol电子。则加入Na₂S₂O₃溶液时发生反应的离子方程式为：                                  。

（3）Cr(OH)₃的化学性质与AlOH)₃相似，在述流程中加入NaOH溶液时，需控制溶液的pH不能过高，用离子方程式表示其原因：                    。

Answer

Ⅰ．（1）CH3OH(l) + 3/2O2(g) ==CO2(g) + 2H2O(l) △H = -726.51 kJ/mol（3分）

（2）-192.8（2分）（2）①＜；（2分） ②＞；（2分）

Ⅱ．（1）A 、D （2分）

（2）4Cr2O72- + 3S2O32- + 26H+ == 8Cr3+ + 6SO42- + 13H2O （2分）

（3）Cr(OH)3 + OH- == CrO22- + 2H2O （2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量。101 kPa时，1 mol CH3OH液体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量726.51 kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l) + 3/2O2(g) ==CO2(g) + 2H2O(l) △H = -726.51 kJ/mol。（2）②－①，整理可得：H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H =△H2—49.0 kJ/mol = —241.8kJ/mol，则△H2= -192.8kJ/mol。（3）①升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，所以温度T2>T1，由于升高温度，CO的转化率降低，说明升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，该反应的正反应是放热反应，所以反应的焓变ΔH＜0；②升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，化学平衡常数减小。由于温度T1K2。Ⅱ．（1）在上述反应中Na2S2O3溶液的作用是还原剂，将Cr2O72-还原为Cr3+，只要物质有还原性，可以与Cr2O72-发生氧化还原反应即可。符合题意的只有FeSO4溶液、Na2SO3溶液，所以正确的选项A、D。（2）根据氧化还原反应中电子转移数目相等可知该反应的离子方程式是：4Cr2O72- + 3S2O32- + 26H+ = 8Cr3+ + 6SO42- + 13H2O；（3）Cr(OH)3的化学性质与AlOH)3相似，具有两性，在述流程中加入NaOH溶液时，需控制溶液的pH不能过高，若pH过高，会发生反应：Cr(OH)3 + OH- == CrO22- + 2H2O，部分Cr(OH)3变为CrO22-留在溶液中，不能很好的除去。

考点：考查热化学方程式的书写、反应热的计算、温度与化学平衡常数的关系、氧化还原反应在污水处理的应用的知识。