(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)工业
(14分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应I:CO(g)+2H2(g)CH...
(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应I: CO(g) + 2H 2 (g) CH 3 OH(g) 反应II: CO 2 (g) + 3H 2 (g) CH 3 OH(g) + H 2 O(g) 上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。(2)已知在常温常压下:① 2CH 3 OH(l) + 3O 2 (g) = 2CO 2 (g) + 4H 2 O(g) Δ H =-1275.6 kJ/mol② 2CO (g)+ O 2 (g) = 2CO 2 (g) Δ H =-566.0 kJ/mol③ H 2 O(g) = H 2 O(l) Δ H =-44.0 kJ/mol则CH 3 OH(l)+ O 2 (g) = CO(g) + 2H 2 O(l) Δ H = (3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下左图所示的电池装置。① 该电池负极的电极反应为 。② 工作一段时间后,测得溶液的pH (填增大、不变、减小)。③用该电池作电源,组成如下右图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极),甲容器装250mL0.04mol/LCuSO 4 溶液,乙容器装300mL饱和NaCl溶液,写出c电极的电极反应 ,常温下,当300mL乙溶液的pH为13时,断开电源,则在甲醇电池中消耗O 2 的体积为 mL(标准状况) ,电解后向甲中加入适量下列某一种物质,可以使溶液恢复到原来状态,该物质是 (填写编号) 。 A.CuO B.CuCO 3 C.Cu(OH) 2 D.Cu 2 (OH) 2 CO 3
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(1) I (2分)(2) Δ H =﹣442.8 kJ∕mol(2分) (3)①CH 3 OH + 8OH - = CO 3 2- + 6H 2 O + 6e - (2分) ②减小(2分)③ 2Cl - - 2e - =Cl 2 ↑ (2分)168(2分) D(2分) |
试题分析:(1)反应I原子利用率100%,符合原子经济;(2)CH 3 OH(l)+ O 2 (g) = CO(g) + 2H 2 O(l) Δ H =Δ H 1 - Δ H 2 + 2 Δ H 3 = ﹣442.8 kJ∕mol;(3)碱性介质下,甲醇失去电子生成CO 3 2- ,CH 3 OH + 8OH - = CO 3 2- + 6H 2 O + 6e - 或CH 3 OH + 8OH - - 6e - = CO 3 2- + 6H 2 O;②反应的总方程式为2CH 3 OH + 4OH - + 3O 2 = 2CO 3 2- + 6H 2 O,工作一段时间后,溶液的pH减少;③电解饱和食盐水方程式为 2NaCl+2H 2 O=" 2NaOH" + H 2 + Cl 2 ,反应中生成n(OH - )="0.3×0.1=0.03mol=" n(e - ),v(O 2 )=0.03÷4×22.4×1000=168mL,甲容器中阳极产生氧气,阴极先产生铜0.01mol,后产生氢气0.005mol,故加入Cu 2 (OH) 2 CO 3 才能恢复原来状态。 |
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