Question

（17分）甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，也是一种比较理想的燃料。甲醇在各个领域有着广泛的应用。

（1）实验测得：32 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_________________________。

（2）燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。下图是一个化学过程的示意图。2CH₃OH+3O₂+4KOH K₂CO₃+6H₂O

①A（石墨）电极的名称是               。

②通入O₂的电极的电极反应式是________________

③写出通入CH₃OH的电极的电极反应式是                 。

④乙池中反应的化学方程式为                    。

⑤当电路中通过0.01mol电子时，丙池溶液的C(H⁺) =          mol/L（忽略电解过程中溶液体积的变化）。

（3）合成甲醇的主要反应是：2H₂（g）+ CO（g）CH₃OH（g） △H=—90.8 kJ·mol^—1。

①在恒温恒容条件下，充入一定量的H₂和CO，发生反应2H₂（g）+ CO（g） CH₃OH（g）。则该反应达到平衡状态的标志有

a．混合气体的密度保持不变        b．混合气体的总压强保持不变

c．CO的质量分数保持不变         d．甲醇的浓度保持不变

e．v_正（H₂）= v_逆（CH₃OH）        f．v（CO）= v（CH₃OH）

②要提高反应2H₂­（g）+ CO（g） CH₃OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是：

a．升温    b．加入催化剂

c．增加CO的浓度    d．加入H₂

e．加入惰性气体     f．分离出甲醇

Answer

（1）2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=—1452.8 kJ·mol—1

（2）①阳

②2H2O+O2+4e—=4OH—

③CH3OH—6 e—+8OH—=CO32—+6H2O

④4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3（3分，反应条件1分）

⑤0.1

（3）①bcd ②df

【解析】

试题分析：（1）32 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量，2mol甲醇燃烧放热1452.8 kJ，甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=—1452.8 kJ·mol—1；（2）甲池为燃料电池，通入氧气的一极为正极，A与正极相连，故A为阳极；②通入氧气的一极为正极，发还原反应，电极反应式是2H2O+O2+4e—=4OH—；③通入CH3OH的电极负极，发生氧化反应，电极反应式是CH3OH—6 e—+8OH—=CO32—+6H2O；乙池为用惰性电极电解硝酸银溶液，总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；⑤丙池为用惰性电极电解硫酸铜溶液，根据e- ~ H+，可知转移0.01mol电子，生成0.01mol H+，C(H+) =0.1 mol/L；（3）①混合气体的密度是恒量，密度不变不一定平衡；反应前后气体物质的量是变量，混合气体的总压强保持不变时，一定平衡；根据平衡定义CO的质量分数保持不变，甲醇的浓度保持不变，一定平衡；v正（H2）= 2v逆（CH3OH）时一定平衡；v正（H2）= v逆（CH3OH）时一定不平衡；v（CO）= v（CH3OH）不一定平衡；②2H2（g）+ CO（g）CH3OH（g）为放热反应，升温平衡逆向移动，CO的转化率减小；加入催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变；增加CO的浓度，CO的转化率减小；加入H2，平衡正向移动，CO的转化率增大；恒容条件下，加入惰性气体，平衡不移动，CO的转化率不变；分离出甲醇，平衡正向移动，CO的转化率增大。

考点：本题考查化学反应中的能量变化、电化学、化学反应限度。