Question

【題目】據報道，一定條件下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現實．
已知：①CH3CH2OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）△H=﹣1366.8kJ/mol
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol
（1）寫出由CO2和H2反應合成CH3CH2OH（l）和H2O（l）的熱化學方程式
（2）堿性乙醇燃料電池易儲存，易推廣，對環境污染小，具有非常廣闊的發展前景．該燃料電池中，使用鉑作電極，KOH溶液做電解質溶液．通入乙醇燃氣的一極為極，該極上的電極反應式為 ．
（3）用乙醇燃料電池電解400mL 飽和食鹽水裝置可簡單表示如圖：該裝置中發生電解反應的方程式為；在鐵棒附近觀察到的現象是；當陰極產生448mL氣體（體積在標準狀況下測得）時，停止電解，將電解后的溶液混合均勻，溶液的pH為 ． （不考慮氣體的溶解及溶液體積的變化）

Answer 1

【答案】
（1）2CO2（g）+6H2（g）=CH3CH2OH（l）+3H2O（l）△H=﹣348kJ/mol
（2）負；C2H6O+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+11H2O
（3）2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH；溶液變紅；13
【解析】解：（1）①CH3CH2OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=﹣1366.8kJ/mol，②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol，
根據蓋斯定律，②×3﹣①可得：2CO2（g）+6H2（g）=CH3CH2OH（l）+3H2O（l）△H=（﹣571.6kJ/mol）×3﹣（﹣1366.8kJ/mol）=﹣348kJ/mol，
所以答案是：2CO2（g）+6H2（g）=CH3CH2OH（l）+3H2O（l）△H=﹣348kJ/mol；（2）在乙醇燃料電池中，負極上是燃料乙醇發生失電子的氧化反應，在堿性環境下的電極反應為：C2H6O+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+11H2O，
所以答案是：負，C2H6O+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+11H2O；（3）根據圖示可知，左側的電極連接電源的負極，為電解池的陰極，所以左側發生還原反應生成氫氣；右側連接原電池的直接，所以電解池的右側為陽極，陽極發生氧化反應生成氯氣，電極飽和食鹽水的方程式為：2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH；
鐵棒上水電離的氫離子放電，使水的電離平衡向右移動，氫氧根離子濃度增大，所以帶有酚酞的溶液變紅；
陰極生成標況下的448mL氣體，該氣體為氫氣，標況下448mL氫氣的物質的量為0.02mol，根據反應方程式2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH可知，生成0.02mol氫氣會生成0.04mol氫氧化鈉，則該溶液中氫氧根離子濃度為：c（OH﹣）=c（NaOH）= =0.1mol/L，溶液中氫離子濃度為：1×10﹣13mol/L，溶液的pH=13，
所以答案是：2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH；溶液變紅；13．