Question

Ⅰ在催化劑作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇。用工業廢氣中的可制取甲醇，其反應為：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O 常溫常壓下已知下列反應的能量變化如圖示：

寫出由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學方程式：                              。
Ⅱ硼氫化鈉（NaBH₄）是有機合成中的重要還原劑。最新研究發現，以NaBH₄和H₂O₂為原料，NaOH溶液作電解質溶液，可以設計成全液流電池，其工作原理如圖所示，假設電池工作前左右兩槽溶液的體積各為1L，回答下列問題：

（1）電極b為           （填“正極”或“負極”），電極a上發生反應的電極反應式為                                     。
（2）電池工作時，Na⁺向     極（填“a”或“b”）移動，當左槽產生0．0125molBO₂^—離子時，右槽溶液pH=           
（3）用該電池電解一定濃度的CuSO₄溶液至無色后繼續電解一段時間。斷開電路，向溶液中加入0．1molCu(OH)₂，溶液恢復到電解之前狀態，則電解過程中轉移電子數目為_________

Answer 1

ⅠCO₂（g）+3H₂(g)=CH₃OH(l)+H₂0(l) △H=-50kJ/mol
Ⅱ．（1）正     BH₄^-+8OH^- -8e^- =BO₂^- +6H₂O   （2）b     13     （3）0．4N_A

試題分析：Ⅰ如圖所示可以得出兩個熱化學方程式：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol;2H₂（g）+CO（g）=CH3OH（l）  △H=-510kJ/mol;根據蓋期定律，用后面的方程式減去前者方程式可得：CO₂（g）+3H₂(g)=CH₃OH(l)+H₂0(l) △H=-50kJ/mol。（1）正極電極反應式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，故電極b為正極，負極發生氧化反應生成BO₂^-，電極a反應式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O。（2）原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則Na⁺從a極區移向b極區。當左槽產生0．0125molBO₂^—離子時，根據電子守恒，右槽生成氫氧根離子0．1mol,右槽溶液pH=13。（3）根據電子守恒原理，用該電池電解一定濃度的CuSO₄溶液至無色后繼續電解一段時間。電解方程式為：2CuSO₄ + 2H₂O =" 2Cu" + O₂ + 2H₂SO₄ ,向溶液中加入0．1molCu(OH)₂，溶液恢復到電解之前狀態，說明有0．1mol硫酸生成，則電解過程中轉移電子數目為0．2mol。