Question

甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油，工业合成甲醇的方法很多。

（1）一定条件下发生反应：

CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁

2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂

2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃

则CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的△H═ _________．

（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g），其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH₃OH）与反应时间t的变化曲线如图1所示，该反应的△H____0 （填＞、＜或=）．

（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有（填字母）___________

A．缩小容器体积       

B．降低温度       

C．升高温度

D．使用合适的催化剂    

E．将甲醇从混合体系中分离出来

（4）CH₄和H₂O在催化剂表面发生反应CH₄+H₂O⇌CO+3H₂，T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH₄的转化率为50%，计算该温度下上述反应的化学平衡常数_____________________（结果保留小数点后两位数字）

（5）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，图2是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图，B极的电极反应式为_________

（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10^﹣8，碳酸钙的Ksp=2.5×10^﹣9。向10ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^﹣4mol•L^﹣1的草酸钾溶液10ml，能否产生沉淀__________（填“能”或“否”）．

Answer

（1）△H=△H1+△H2 ﹣△H3

（2）<

（3）A B E

（4）6.75

（5）CH3OH+3O2﹣﹣6e﹣=CO2+2H2O

（6）否

【解析】

试题分析：（1）①CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H1 ，②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2，③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3，据盖斯定律，①+×②﹣×③得CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的△H=△H1+△H2 ﹣△H3。

（2）在300℃到500℃时，CH3OH的物质的量减小，说明平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，即△H<0.

（3）A．缩小容器体积，增大压强，平衡正向移动，甲醇的产率增加，正确；B．降低温度，平衡正向移动，甲醇的产率增加，正确；C．升高温度，平衡逆向移动，甲醇的产率减少，错误；D．使用合适的催化剂，平衡不移动，错误；E．将甲醇从混合体系中分离出来，有利平衡正向移动，提高甲醇的产量，正确；答案选ABE。

（4）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O⇌CO+3H2，T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50%，

CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2

起始物质的量浓度（mol•L﹣1） 1.0 1.0 0 0

转化物质的量浓度（mol•L﹣1） 0.5 0.5 0.5 1.5

平衡物质的量浓度（mol•L﹣1 0.5 0.5 0.5 1.5

K===6.75mol2/L2；

（5）根据原电池原理，负极上甲醇失电子生成二氧化碳，电极反应为：CH3OH+3O2﹣﹣6e﹣=CO2+2H2O

（6）碳酸钙溶液中钙离子浓度=mol/L=5×10﹣5mol/L，二者混合后，钙离子浓度=2.5×10﹣5mol/L，草酸钾浓度为4.0×10﹣4mol/L，混合后c（Ca2+）•c（C2O42﹣）=2.5×10﹣5 ×4.0×10﹣4=1×10﹣8＜Ksp（4.0×10﹣8），所以无沉淀。

考点：考查盖斯定律的应用，影响平衡的因素，化学平衡常数的计算，原电池电极反应式的书写等知识。