Question

I．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景．（1）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g

I．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景．（1）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．该反应的平衡常数表达式为 K=______．（2）已知在常温常压下：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（l）△H=-ckJ?mol-1请写出该条件下由甲醇和氧气生成CO和液态水的热化学方程式______．（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置．该电池负极的电极反应式为______．II．工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石（Na3AlF6），其工艺如图1：请回答下列问题：（1）如图2反应①中生成的无色气体A是______，滤液①的溶质是______．（2）经测定NH4HCO3溶液呈中性，请分析原因（用离子方程式和文字表述说明理由）______．（3）温度和NH4HCO3浓度会影响反应①的速率．现设计如下实验方案探究温度和NH4HCO3浓度对反应①速率的影响．请在表格空白处填写适当的反应条件．实验编号实验目的温度c（NH4HCO3）I为以下实验作参照60℃c1II探究浓度对反应①速率的影响c2III探究温度对反应①速率的影响80℃（4）图3是滤液①溶质的质量分数随温度变化的曲线图：请分析t2℃时，滤液①中溶质的质量分数下降的原因是______．

Answer 1

Ⅰ、（1）反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)?c(H2)2

，故答案为

c(CH3OH)

c(CO)?c(H2)2

；
（2）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1，
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知，则

①-②+③×4

2

可得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l），则△H=

(-a)-(-b)+(-c)×4

2

kJ/mol=

b-a-4c

2

kJ/mol，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=

b-a-4c

2

kJ/mol；
（3）甲醇燃料电池中燃料甲醇在负极失电子发生氧化反应，碱溶液中生成碳酸盐，负极电极反应为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
Ⅱ、（1）碳酸氢钠能和氟硅酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硅、氟化铵以及水，二氧化硅不溶于水，过滤后形成滤渣，氟化铵易溶于水，形成滤液，故答案为：CO₂；NH₄F；
（2）NH₄⁺和HCO₃^-均水解，前者水解显酸性，后者水解显碱性，二者水解程度相同，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，溶液呈中性，
故答案为：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺、HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，NH₄⁺和HCO₃^-的水解程度基本相同；
（3）对比实验的关键是控制变量法，当温度一定时，通过变化浓度来分析浓度的影响，故Ⅰ和Ⅱ的温度相等，当浓度一定时，通过变化温度来分析温度的影响，故Ⅱ和Ⅲ温度不同，但浓度要相同，故答案为：60℃； c₁；
（4）氟化铵的性质和氯化铵相似，不稳定，受热易分解，故答案为：温度升高NH₄F会分解．