Question

以甲醇為替代燃料是解決我國(guó)石油資源短缺的重要措施。
（1）CO、CO₂可用于甲醇的合成，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)                △H=" -102.5" kJ·mol^－1 
CO(g)+H₂O(g) = CO₂(g)+H₂(g)            △H="-42.9" kJ·mol^－1  
則反應(yīng)CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H=   kJ·mol^－1    
反應(yīng)CO(g)+H₂O(g) = CO₂(g)+H₂(g)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為   。
（2）用CO₂合成甲醇時(shí)可選用亞鉻酸鋅（ZnCr₂O₄）或CuCl為催化劑。
①工業(yè)制備亞鉻酸鋅是用CO還原ZnCrO₄·H₂O，同時(shí)生成ZnO。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是   。以亞鉻酸鋅為催化劑時(shí)，工業(yè)上的適宜溫度是：350℃~420℃，可能的原因是   。
② CuCl是不溶于水的白色固體，制備時(shí)向CuCl₂溶液中加入過(guò)量銅粉，發(fā)生反應(yīng)CuCl₂+Cu=2CuC1。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)先加入濃鹽酸，發(fā)生反應(yīng)CuCl + HClH[CuCl₂]。反應(yīng)結(jié)束后將溶液倒入蒸餾水中有CuCl生成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入濃鹽酸的目的是   。當(dāng)c(Cl^-)=2×10^-3 mol·L^—1時(shí), c(Cu^+-)=    mol·L^—1。已知：Ksp(CuCl)=1.7×10^-7
（3）直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示，則負(fù)極反應(yīng)是   。

Answer 1

（1）- 59.6     
（2）①2ZnCrO₄·H₂O+3CO="ZnO+" ZnCr₂O₄+3CO₂+2H₂O 
此時(shí)催化劑亞鉻酸鋅的活性最大 或溫度升高，反應(yīng)速率增大
②促使平衡正向移動(dòng)，防止CuCl固體覆蓋在Cu表面，影響反應(yīng)的進(jìn)行     8.5×10^-5
（3）CH₃OH+H₂O-6e^－=CO₂+6H⁺

試題分析：（1）兩個(gè)方程式相減，△H=-102.5-（-42.9）= - 59.6 kJ·mol^－1；（2）催化劑一般有溫度使用條件，保證其活性最大，反應(yīng)速率最快，催化效果最好；（3）因?yàn)樵摲磻?yīng)生成難溶的CuCl固體覆蓋在Cu表面阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，因此需要將CuCl固體溶解除掉，促使平衡正向移動(dòng)；（4）該電池介質(zhì)是酸性，負(fù)極為甲醇反應(yīng)生成CO₂，根據(jù)化合價(jià)的變化確定失去電子數(shù)目，電極反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O-6e^－=CO₂+6H⁺。