Question

甲醇是一種可再生燃料，它的沸點(diǎn)為64.7℃．有科學(xué)家提出：把含有過量CO₂的空氣吹入碳酸鉀溶液中，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后得到甲醇，其構(gòu)想流程如下：

試回答下列問題：
（1）寫出吸收池中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）在2×10⁵pa、300℃合成塔中，若有440gCO₂與H₂恰好完全反應(yīng)生成甲醇和水，放出495kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）甲醇的一個重要作用是可以制燃料電池，常用KOH作電解質(zhì)溶液，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的書寫,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）二氧化碳通入飽和碳酸鉀溶液的吸收池中反應(yīng)生成碳酸氫鉀；
（2）反應(yīng)方程式為CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH （g）+H₂O（g），結(jié)合對應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量以及放出的熱量計算反應(yīng)熱；
（3）燃料電池是燃料在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和電荷守恒，注意電解質(zhì)溶液的環(huán)境因素寫出電極反應(yīng)．

解答： 解：（1）二氧化碳通入飽和碳酸鉀溶液的吸收池中反應(yīng)生成碳酸氫鉀，反應(yīng)的方程式為K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃，故答案為：K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃；
（2）n（CO₂）=

440g

44g/mol

=10mol，可放出495 kJ的熱量，反應(yīng)的方程式為CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH （g）+H₂O（g），則生成1 mol CH₃OH放出熱量49.5 kJ的熱量，所以熱化學(xué)方程式為CO₂（g）+3H₂（g）

催化劑   .

高溫高壓

CH₃OH （g）+H₂O（g）△H=-49.5kJ?mol^-1，
故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）

催化劑   .

高溫高壓

CH₃OH （g）+H₂O（g）△H=-49.5kJ?mol^-1；
（3）燃料電池是燃料在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和電荷守恒，堿性電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O或：2CH₃OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O，
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

點(diǎn)評：本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的分離、制備、熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡的移動以及電化學(xué)、平衡計算等問題，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意相關(guān)知識的把握．