Question

以甲醇為替代燃料是解決我國石油資源短缺的重要措施。
（1）CO、CO₂可用于甲醇的合成，其相關反應的熱化學方程式如下：
CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)                △H=" -102.5" kJ·mol^－1 
CO(g)+H₂O(g) = CO₂(g)+H₂(g)            △H="-42.9" kJ·mol^－1  
則反應CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H=   kJ·mol^－1    
反應CO(g)+H₂O(g) = CO₂(g)+H₂(g)的平衡常數K的表達式為   。
（2）用CO₂合成甲醇時可選用亞鉻酸鋅（ZnCr₂O₄）或CuCl為催化劑。
①工業制備亞鉻酸鋅是用CO還原ZnCrO₄·H₂O，同時生成ZnO。該反應的化學方程式是   。以亞鉻酸鋅為催化劑時，工業上的適宜溫度是：350℃~420℃，可能的原因是   。
② CuCl是不溶于水的白色固體，制備時向CuCl₂溶液中加入過量銅粉，發生反應CuCl₂+Cu=2CuC1。在實驗過程中應先加入濃鹽酸，發生反應CuCl + HClH[CuCl₂]。反應結束后將溶液倒入蒸餾水中有CuCl生成。實驗過程中加入濃鹽酸的目的是   。當c(Cl^-)=2×10^-3 mol·L^—1時, c(Cu^+-)=    mol·L^—1。已知：Ksp(CuCl)=1.7×10^-7
（3）直接甲醇燃料電池結構如圖所示，則負極反應是   。

Answer 1

（1）- 59.6     
（2）①2ZnCrO₄·H₂O+3CO="ZnO+" ZnCr₂O₄+3CO₂+2H₂O 
此時催化劑亞鉻酸鋅的活性最大 或溫度升高，反應速率增大
②促使平衡正向移動，防止CuCl固體覆蓋在Cu表面，影響反應的進行     8.5×10^-5
（3）CH₃OH+H₂O-6e^－=CO₂+6H⁺

試題分析：（1）兩個方程式相減，△H=-102.5-（-42.9）= - 59.6 kJ·mol^－1；（2）催化劑一般有溫度使用條件，保證其活性最大，反應速率最快，催化效果最好；（3）因為該反應生成難溶的CuCl固體覆蓋在Cu表面阻礙反應繼續進行，因此需要將CuCl固體溶解除掉，促使平衡正向移動；（4）該電池介質是酸性，負極為甲醇反應生成CO₂，根據化合價的變化確定失去電子數目，電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^－=CO₂+6H⁺。