Question

(10分)CH₃OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

（1）已知CH₃OH(g)＋1/2O₂(g)CO₂(g)＋2H₂(g)能量变化如图，下列说法正确的是______

A．CH₃OH转变成H₂的过程是一个吸收能量的过程

B．H₂的生成速率与CH₃OH的消耗速率之比为1:2

C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化

D．1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂，则反应达最大限度

（2）某温度下，将5molCH₃OH和2molO₂充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O₂)＝0.2mol·L^－1，4min内平均反应速度v(H₂)＝            ，则CH₃OH的转化率为              。

（3）CH₃OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。则下列说法正确的是              。

A．电池放电时通入空气的电极为负极

B．电池放电时负极的电极反应式为CH₃OH－6e^－==CO₂↑＋2H₂O

C．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

D．电池放电时每消耗6.4gCH₃OH转移1.2 mol电子

（4）写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为_____________________。

Answer

（10分）

（1）C D （2）0.8mol/L.min 64%

（3）CD （4）负:C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+

【解析】

试题分析：（1）由图像可知，A．反应物的总能量高于生成物的总能量，则CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程，A项错误；B．速率之比等于化学计量数之比，H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2:1，B项错误；C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化，C项正确；D．1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂，说明V (正)=V（逆）,反应达到平衡，即反应达最大限度，D项正确；选CD。

（2）将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.2mol·L－1，说明氧气反应掉2-0.2×2=1.6mol，根据浓度的变化量等于化学计量数之比，氢气生成6.4mol，则4min内平均反应速度v(H2)＝6.4mol÷(2L×4min)= 0.8mol/L.min，根据上述分析，反应掉甲醇3.2mol,则CH3OH的转化率为3.2÷5×100%= 64%。

（3）甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，A．电池放电时，氧气得电子，则通入空气的电极为正极，错误；B．电池放电时，甲醇失电子作负极，生成的CO2 与KOH溶液反应生成碳酸钾，则负极的电极反应式为CH3OH－6e－+8OH－==CO32-＋6H2O，错误；C．电池放电时，生成的CO2 与KOH溶液反应生成碳酸钾，电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确；D．6.4g甲醇的物质的量为0.2mol，根据CH3OH－6e－+8OH－==CO32-＋6H2O，电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2 mol电子，正确；选CD。

（4）甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为：C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+。

考点：考查化学反应的热效应，化学反应速率的计算，燃料电池的正误判断等知识。