Question

甲醇被称为21世纪的燃料，甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇．（1）已知：①CH4（g）+H2O（g）=CO

甲醇被称为21世纪的燃料，甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇．（1）已知：①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H1=206.2kJ?mol-1②CH4（g）+12O2（g）=CO（g）+2H2（g）△H2=-35.4kJ?mol-1③CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H3=165.0kJ?mol-1则CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为______．（2）工业上常用Cu（NH3）2Ac溶液来吸收合成气中的CO，反应为：Cu（NH3）2Ac（aq）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]Ac?CO（aq）△H＜0则从温度、压强的角度看，Cu（NH3）2Ac溶液吸CO的适宜条件应是______．（3）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应A：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）反应B：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△N＜0①对反应A，某温度下将4mol CO2（g）和12mol H2（g）充入2L的密闭容器中，反应达到平衡后，测得c[CO2（g）]=0.5mol?L-1，则反应的平衡常数______．②对反应B，在一定温度下，将1 mol CO（g）和2mol H2（g）充入容积不变的密闭容器中，反应达到平衡后，可提高CO转化率的措施有______（填字母）a．降低温度　　　　　　　　　　　　b．增加CO（g）的量c．充入He，使体系总压强增大 d．再充入1mol CO（g）和2mol H2（g）（4）CO可以合成二甲醚，二甲醚可作为燃料电池的燃料，试写出二甲醚碱性燃料电池负极的电极反应式：______．已知参与电极反应的单位质量电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量，则二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池相比较，下列说法正确的是______．（填字母）A．两种燃料互为同分异构体，分子式相同，比能量相向B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能童相同，比能量相同C．两种燃料所含共价键种类不同，断键时所需能量不同，比能量不同（5）某有机物由C、H、Al三种元素组成，其摩尔质量为72g/mol，其中Al、C的质量分数分别为37.5%和50%．该物质与水剧烈反应生成CH4，则该反应的化学方程式为______．

Answer 1

（1）①CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H₁=206.2kJ?mol^-1
②CH₄（g）+

1

2

O₂（g）=CO（g）+2H₂（g）△H₂=-35.4kJ?mol^-1
③CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H₃=165.0kJ?mol^-1
由盖斯定律，把①×2-③得CH₄（g）+CO₂ （g）=2CO（g）+2H₂（g），所以△H=（206.2kJ?mol^-1）×2-（165.0kJ?mol^-1）=247.4 kJ?mol^-1，
所以CH₄（g）与CO₂（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式为：CH₄（g）+CO₂ （g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=247.4 kJ?mol^-1；
故答案为：CH₄（g）+CO₂ （g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=247.4 kJ?mol^-1；
（2）已知Cu（NH₃）₂Ac（aq）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]Ac?CO（aq）△H＜0，该反应正方向为体积减小的放热反应，所以降低温度和增大压强有利于平衡正移，所以吸CO的适宜条件应是低温、高压；
故答案为：低温、高压；
（3）某温度下将4mol CO₂（g）和12mol H₂（g）充入2L的密闭容器中，则反应前c（CO₂）=2mol/L，c（H₂）=6mol/L，反应达到平衡后，测得c[CO₂（g）]=0.5mol/L，
              CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），
开始（mol/L）：2      6          0          0
变化（mol/L）：1.5    4.5        1.5         1.5
平衡（mol/L）：0.5    1.5        1.5         1.5
则反应的平衡常数K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

=

1.5×1.5

1．53×0.5

=

4

3

，
故答案为：

4

3

；
（4）碱性条件下，二甲醚在负极放电生成碳酸根离子和水，其电极反应式为：CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
A．两种燃料互为同分异构体，分子式相同，属于不同物质，所以比能量不相向，故错误；
B．两种燃料所含共价键数目相同，但是共价键种类不同，所以断键时所需能量不相同，比能量不相同，故错误；
C．两种燃料的结构不同，则所含共价键种类不同，断键时所需能量不同，比能量不同，故正确；
故答案为：CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；C；
（5）某有机物由C、H、Al三种元素组成，其摩尔质量为72g/mol，其中Al、C的质量分数分别为37.5%和50%，则H的质量分数为100%-37.5%-50%=12.5%，
所以N（C）：N（H）：N（Al）=

50%

12

：

12.5%

1

：

37.5%

27

=3：1：9，所以其分子式为Al（CH₃）₃，
该物质与水剧烈反应生成CH₄和Al（OH）₃，则反应的化学方程式为：Al（CH₃）₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3CH₄↑；
故答案为：Al（CH₃）₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3CH₄↑．