Question

甲醇又稱“木精”是重要的溶劑和基本有機原料，工業(yè)上常以CO和H₂為原料合成甲醇．

（1）已知CO的燃燒熱為-283.0kJ?mol^-1，甲醇的燃燒熱為-726.5kJ?mol^-1，則CH₃OH（1）不完全燃燒生成CO（g）和H₂O（1）的熱化學方程式為

 

．
（2）工業(yè)上常利用反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H＜0合成甲醇，在230℃?270℃最為有利．為研究合成氣最合適的起始組成比，在230℃、250℃和270℃進行實驗，結(jié)果如圖1所示，則230℃時的實驗結(jié)果所對應的曲線是

 

（填字母，下同）．該溫度下工業(yè)生產(chǎn)適宜釆用的合成氣組成n（H₂）：n（CO）的比值范圍是

 

�。ㄌ钭帜福�．
A.1?1.5　　　B.2.5?3　　C.3.5?4.5
（3）制甲醇所需要的氫氣，可用下列反應制�。�
H₂O（g）+CO（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H＜0某溫度下，該反應的平衡常數(shù)K=1．
①若降低溫度，該反應的K值將

 

（填“增大”，“減小”或“不變”）
②該溫度下，若起始時c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2mol?L^-1，反應進行一段時間后，測得H₂的物質(zhì)的量濃度為0.5mol?L^-1，則此時該反應的v（正）

 

（填“＞”“＜”或“=”）v（逆）
（4）某研究小組設計了如圖2所示的甲醇燃料電池裝置．
①該電池工作時，OH-向

 

（填“a”或“b”）極移動．
②電池工作一段時間后，測得溶液的pH減小，則該電池總反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學電源新型電池,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)燃燒熱書寫熱化學方程式根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應的反應熱；
（2）依據(jù)反應是放熱反應，溫度越高，反應物轉(zhuǎn)化率越小；CO為有毒氣體反應時盡可能完全轉(zhuǎn)化；
（3）①反應是放熱反應，降低溫度平衡正向進行；
②依據(jù)化學三段式列式計算，結(jié)合濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應進行的方向；
（4）①裝置圖分析可知a為正極，b為負極，原電池中陰離子移向負極；
②電池反應為甲醇和氧氣反應生成碳酸鉀、水，結(jié)合電荷守恒書寫離子方程式．

解答： 解：（1）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，則
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1 
②CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1 
由蓋斯定律可知用②-①得反應CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），
該反應的反應熱△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
即為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（2）工業(yè)上用反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H＜0低壓合成甲醇，在230℃～270℃最為有利，根據(jù)合成甲醇是放熱反應，溫度越低轉(zhuǎn)化率越大，結(jié)合圖象可知，270℃的實驗結(jié)果所對應的曲線是Z；230℃的實驗結(jié)果所對應的曲線是X，230℃時，工業(yè)生產(chǎn)釆用的合成氣組成n（H₂）：n（CO）的比值為2.5?3時，CO轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，故選B．
故答案為：X；B；
（3）①反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向進行，該反應的K值將增大；
②若起始時c（CO）=1mol/L，c（H₂O）=2mol/L，反應進行一段時間后，測得H₂的濃度為0.5mol/L
                H₂O（g）+CO（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H＜0 
起始量（mol/L）  2         1      0       0
變化量（mol/L）  0.5      0.5      0.5     0.5
某時刻（mol/L）  1.5      0.5      0.5     0.5
Qc=

0.5×0.5

1.5×0.5

=

1

3

＜K=1，反應正向進行，此時該反應v（正）＞v（逆）；
故答案為：＞；
（4）①裝置圖分析可知a為正極，b為負極，原電池中陰離子移向負極；
故答案為：b；
②電池反應為甲醇和氧氣反應生成碳酸鉀、水，反應的離子方程式為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；
故答案為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，化學平衡常數(shù)、化學平衡影響因素分析判斷，原電池原理的分析應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．