Question

【題目】甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油，工業(yè)合成甲醇的方法很多。

（1）一定條件下發(fā)生反應：

CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1

2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2

2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3

則CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的△H═ _________．

（2）在容積為2L的密閉容器中進行反應：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），其他條件不變，在300℃和500℃時，物質(zhì)的量n（CH3OH）與反應時間t的變化曲線如圖1所示，該反應的△H____0 （填＞、＜或=）．

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有（填字母）___________

A．縮小容器體積

B．降低溫度

C．升高溫度

D．使用合適的催化劑

E．將甲醇從混合體系中分離出來

（4）CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應CH4+H2OCO+3H2，T℃時，向1L密閉容器中投入1mol CH4和1mol H2O（g），5小時后測得反應體系達到平衡狀態(tài)，此時CH4的轉(zhuǎn)化率為50%，計算該溫度下上述反應的化學平衡常數(shù)_____________________（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位數(shù)字）

（5）以甲醇為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，圖2是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖，B極的電極反應式為_________

（6）25℃時，草酸鈣的Ksp=4.0×10﹣8，碳酸鈣的Ksp=2.5×10﹣9。向10ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10﹣4molL﹣1的草酸鉀溶液10ml，能否產(chǎn)生沉淀__________（填“能”或“否”）．

Answer 1

【答案】（1）△H=△H1+△H2 ﹣△H3

（2）<

（3）A B E

（4）6.75

（5）CH3OH+3O2﹣﹣6e﹣=CO2+2H2O

（6）否

【解析】

試題分析：（1）①CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H1 ，②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2，③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3，據(jù)蓋斯定律，①+×②﹣×③得CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的△H=△H1+△H2 ﹣△H3。

（2）在300℃到500℃時，CH3OH的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動，逆反應是吸熱反應，則該反應的正反應是放熱反應，即△H<0.

（3）A．縮小容器體積，增大壓強，平衡正向移動，甲醇的產(chǎn)率增加，正確；B．降低溫度，平衡正向移動，甲醇的產(chǎn)率增加，正確；C．升高溫度，平衡逆向移動，甲醇的產(chǎn)率減少，錯誤；D．使用合適的催化劑，平衡不移動，錯誤；E．將甲醇從混合體系中分離出來，有利平衡正向移動，提高甲醇的產(chǎn)量，正確；答案選ABE。

（4）CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應CH4+H2OCO+3H2，T℃時，向1L密閉容器中投入1molCH4和1mol H2O（g），5小時后測得反應體系達到平衡狀態(tài)，此時CH4的轉(zhuǎn)化率為50%，

CH4 + H2O CO + 3H2

起始物質(zhì)的量濃度（molL﹣1） 1.0 1.0 0 0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度（molL﹣1） 0.5 0.5 0.5 1.5

平衡物質(zhì)的量濃度（molL﹣1 0.5 0.5 0.5 1.5

K===6.75mol2/L2；

（5）根據(jù)原電池原理，負極上甲醇失電子生成二氧化碳，電極反應為：CH3OH+3O2﹣﹣6e﹣=CO2+2H2O

（6）碳酸鈣溶液中鈣離子濃度=mol/L=5×10﹣5mol/L，二者混合后，鈣離子濃度=2.5×10﹣5mol/L，草酸鉀濃度為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），所以無沉淀。