Question

CH₃OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

（1）已知:反应CH₃OH（g）十1/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）的能量变化如图所示,下列说法正确的是_____（填字母）。

a CH₃OH转变成H₂的过程是一个吸收能量的过程

b H₂的生成速率与CH₃OH的消耗速率之比为1:2

c 化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化

d 1molH-O键断裂的同时2molC=O键断裂,则反应达最大限度

（2）某温度下;将5molCH₃OH和2molO₂充入2L的密闭容器中,经过4 min反应达到平衡,测得c（O）=0.2mol·L^-1,4 min内平均反应速率v（ H₂）=________ .则CH₃OH的转化率为________

（3）已知CO₂分子中所有原子的最外层均满足8电子稳定结构,请写出CO₂的电子式________

（4）CH₃OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH（电解质溶液）构成。其中负极反应式为CH₃OH+ 8OH^--6e^-=CO +6H₂O。则下列说法正确的是____（填序号）。

①电池放电时通入空气的电极为负极

②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱

③电池放电时每消耗6.4 g CH₃OH转移1.2 mol电子

Answer

cd 0.8 mol·L-1·min-1 64 % ②③

【解析】

根据题中图示和反应CH3OH(g)十O2(g)=CO2(g)+2H2(g)可判断正确的说法；根据化学平衡的“三段式”可计算反应速率和转化率；根据CO2的结构可画出其电子式；根据原电池的负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，据此解答。

（1）a．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，故a错误；

b．速率之比等于其化学计量数之比，H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2：1，故b错误；

c．化学变化本质是旧键断裂，原子重新组合生成新物质，形成新的化学键，化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化，故c正确；

d．1mol H-O键断裂的同时2mol C=O键断裂，分别表示正、逆反应速率，等于化学计量数之比，反应达到平衡，故d正确；
答案为cd。

（2）某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)=0.2mol•L-1，则则v(H2)==0.8mol·L-1·min-1，CH3OH的转化率ɑ=×100%=64%；答案为：0.8 mol·L-1·min-1，64%。

（3）CO2为共价化合物，碳原子与每个氧原子形成两对共用电子对，CO2分子中所有原子的最外层均满足8电子稳定结构，因而CO2的结构式为O=C=O，电子式为；答案为。

（4）①．原电池负极发生氧化反应失电子，正极发生还原反应得电子，通入空气的电极为正极，故①错误；

②．电池放电时负极发生氧化反应，甲醇在负极失去电子，碱性条件下生成碳酸根离子，负极电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，反应要消耗KOH，溶液碱性减弱，故②正确；

③．消耗6.4gCH3OH，其物质的量为n(CH3OH)==0.2mol，碱性条件下，CH3OH氧化为CO32-，由CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O可知，每消耗1molCH3OH转移电子为6mol，则消耗0.2molCH3OH转移电子0.2mol×6=1.2mol，故③正确；答案为②③。