Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景．
（1）工業上一般采用下列兩種反應合成甲醇：

反應I：  CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)       ΔH₁
反應II： CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+ H₂O(g)   ΔH₂
①上述反應符合“原子經濟”原則的是         (填“I”或“Ⅱ”)．
②在其他條件不變得情況下，考察溫度對反應II的影響，實驗結果如圖所示
由圖中數據判斷  ΔH₂        0 (填“＞”，“=”或“＜”)．
③某溫度下，將2 mol CO₂和6 mol H₂充入2L的密閉容器中，發生反應II，達到平衡后，測得c(CO₂)= 0．2 mol/L， 則此時容器中的壓強為原來的         倍
（2）已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)  ΔH =-1275．6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O₂(g) = 2CO₂(g)            ΔH =-566．0 kJ/mol
③ H₂O(g) = H₂O(l)                  ΔH =-44．0 kJ/mol
請計算1 mol甲醇不完全燃燒生成1 mol一氧化碳和液態水放出的熱量為               。
（3）某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理，設計如圖所示的電池裝置．

①該電池負極的電極反應為                        
②此電池消耗甲醇1．6克時，反應中電子轉移數目為                
③若以此燃料電池為鉛蓄電池充電，則應將圖中右側電極連接蓄電池的       (填正極或負極)

Answer 1

（1） ①  I ②  <  ③ 0．6 （2）442．8 KJ  （3）CH₃OH+8OH^- -6e^- = CO₃^2- +6H₂O0．3N_A   負極

試題分析：（1）原子經濟就是反應物的原子全部轉化為生成物。選擇反應I的化合反應。由圖可知：T₂>T₁。升高溫度甲醇的物質的量減少，說明升高溫度化學平衡向逆反應方向移動。根據平衡移動原理：升高溫度化學平衡向吸熱反應方向移動。即逆反應方向是吸熱反應，所以正反應是放熱反應。故△H₂<0．③反應開始時C（CO₂）="1mol/L," C(H₂)=3mol/L由于達到平衡后，測得c(CO₂)= 0．2 mol/L，CO₂改變濃度是0．8mol/L,所以H₂改變濃度為2．4mol/L． H₂平衡濃度為0．6mol/L．產生的甲醇、水蒸汽的濃度都是0．8mol/L．平衡時總濃度是2．4mol/L,而開始時總濃度是4mol/L。所以這時的壓強是開始的2．4mol/L÷4mol/L=0．6倍。（2）①-②+③×4得：2CH₃OH(l) + 2O₂(g) =" 2CO" (g) + 4H₂O(l) ΔH =-1275．6 kJ/molΔH =-885．6 kJ/mol。所以產生1mol一氧化碳和液態水放出的熱量為442．8 KJ．（3）甲醇燃料電池的負極是通入甲醇的電極，電極反應為CH₃OH+8OH^- -6e^- = CO₃^2- +6H₂O。每摩爾的甲醇反應轉移電子9摩爾。消耗甲醇1．6克時，n(CH₃OH)=1．6g÷32g/mol=0．05mol,所以轉移電子0．3 N_A。③若以此燃料電池為鉛蓄電池充電，則應將圖中右側電極連接蓄電池的負極。