Question

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I：  CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)        ΔH₁

反应II： CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+ H₂O(g)    ΔH₂

①上述反应符合“原子经济”原则的是          (填“I”或“Ⅱ”)．

②在其他条件不变得情况下，考察温度对反应II的影响，实验结果如图所示

由图中数据判断  ΔH₂         0 (填“＞”，“=”或“＜”)．

③某温度下，将2 mol CO₂和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，发生反应II，达到平衡后，测得c(CO₂)= 0．2 mol/L， 则此时容器中的压强为原来的          倍

（2）已知在常温常压下：

① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)   ΔH =-1275．6 kJ/mol

② 2CO (g)+ O₂(g) = 2CO₂(g)              ΔH =-566．0 kJ/mol

③ H₂O(g) = H₂O(l)                   ΔH =-44．0 kJ/mol

请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为                。

（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．

①该电池负极的电极反应为                        

②此电池消耗甲醇1．6克时，反应中电子转移数目为                

③若以此燃料电池为铅蓄电池充电，则应将图中右侧电极连接蓄电池的        (填正极或负极)

Answer

（1）  ①  I  ②  <  ③ 0．6  （2）442．8 KJ   （3）CH3OH+8OH- -6e-  = CO32- +6H2O 0．3NA    负极

【解析】

试题分析：（1）原子经济就是反应物的原子全部转化为生成物。选择反应I的化合反应。由图可知：T2>T1。升高温度甲醇的物质的量减少，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理：升高温度化学平衡向吸热反应方向移动。即逆反应方向是吸热反应，所以正反应是放热反应。故△H2<0． ③反应开始时C（CO2）=1mol/L, C(H2)=3mol/L由于达到平衡后，测得c(CO2)= 0．2 mol/L，CO2改变浓度是0．8mol/L,所以H2改变浓度为2．4mol/L． H2平衡浓度为0．6mol/L．产生的甲醇、水蒸汽的浓度都是0．8mol/L．平衡时总浓度是2．4mol/L,而开始时总浓度是4mol/L。所以这时的压强是开始的2．4mol/L÷4mol/L=0．6倍。（2） ①-②+③×4得：2CH3OH(l) + 2O2(g) = 2CO (g) + 4H2O(l) ΔH =-1275．6 kJ/molΔH =-885．6 kJ/mol。所以产生1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442．8 KJ．（3） 甲醇燃料电池的负极是通入甲醇的电极，电极反应为CH3OH+8OH- -6e-  = CO32- +6H2O。每摩尔的甲醇反应转移电子9摩尔。消耗甲醇1．6克时，n(CH3OH)=1．6g÷32g/mol=0．05mol,所以转移电子0．3 NA。③若以此燃料电池为铅蓄电池充电，则应将图中右侧电极连接蓄电池的负极。

考点：考查燃料电池、电解池的由于及电极反应、电子转移等知识。