Question

（16分）甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，也是一种比较理想的燃料。甲醇在各个领域有着广泛的应用。

（1）实验测得：32 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________。

（2）燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。下图是一个化学过程的示意图。2CH₃OH+3O₂+4KOH K₂CO₃+6H₂O

①A（石墨）电极的名称是               。

②通入O₂的电极的电极反应式是           。

③写出通入CH₃OH的电极的电极反应式是              。

④乙池中反应的化学方程式为                 。

⑤当电路中通过0.01mol电子时，丙池溶液的C(H⁺) =           mol/L（忽略电解过程中溶液体积的变化）。

（3）合成甲醇的主要反应是：2H₂（g）+ CO（g）CH₃OH（g） △H=—90.8 kJ·mol^—1。

①在恒温恒容条件下，充入一定量的H₂和CO，发生反应2H₂（g）+ CO（g） CH₃OH（g）。则该反应达到平衡状态的标志有

a．混合气体的密度保持不变            

b．混合气体的总压强保持不变

c．CO的质量分数保持不变             

d．甲醇的浓度保持不变

e．v_正（H₂）= v_逆（CH₃OH）           

f．v（CO）= v（CH₃OH）

②要提高反应2H₂­（g）+ CO（g） CH₃OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是：

a．升温        

b．加入催化剂      

c．增加CO的浓度

d．加入H₂     

e．加入惰性气体    

f．分离出甲醇

Answer

每空2分，共16分

（1）2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=—1452.8 kJ·mol—1

（2）①阳

②2H2O+O2+4e—=4OH—

③CH3OH—6 e—+8OH—=CO32—+6H2O

④4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3（反应条件1分）

⑤0.1

（3）①bcd ②df

【解析】

试题分析：（1）书写热化学方程式注意注明物质的状态，和物质的系数与热量的对应关系即可。（2）①甲池中通入甲醇的一极为为负极，通入氧气的一极为正极，所以A为电解池的阳极；②通入氧气的一极为氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：2H2O+O2+4e—=4OH—③ 通入甲醇的一极为负极，甲醇在碱性条件下失去电子生成碳酸根离子和水，电极反应为：CH3OH—6 e—+8OH—=CO32—+6H2O；④乙池为电解硝酸银，反应生成银和氧气和硝酸，4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。⑤丙池为电解硫酸铜，反应生成铜和氧气和硫酸，每转移1摩尔电子生成1摩尔氢离子，所以当转移0.01摩尔电子，即生成0.01摩尔氢离子，所以氢离子浓度为0.01/0.1=0.1 mol/L。（3）①a、反应体系中气体的总质量不变，体积不变，所以密度始终不变，不能做平衡的标志，错误；b、反应为前后气体体积不同的反应，所以当总压强不变时可以说明平衡，正确；c、一氧化碳的质量分数不变是平衡标志，正确；d、甲醇的浓度不变是标志，正确；e、氢气和甲醇的速率相等不能说明反应到平衡，错；f、没有说明反应速率的方向，错误。所以选bcd。②a、平衡逆向移动，一氧化碳的转化率降低；b、平衡不移动，一氧化碳的转化率不变；c、平衡正向移动，但一氧化碳的转化率降低；d、平衡正移动，一氧化碳转化率增大；e、加入惰性气体，平衡不移动；f、分离出甲醇，平衡正向移动，一氧化碳的转化率增大，所以选df。

考点：燃料电池的工作原理，电解池原理，平衡标志，平衡移动