Question

（1）甲醇日趋成为重要的有机燃料，为开发新能源，有关部门拟用甲醇（CH3OH）替代汽油作为公交车的燃料．

（1）甲醇日趋成为重要的有机燃料，为开发新能源，有关部门拟用甲醇（CH3OH）替代汽油作为公交车的燃料．一定条件下由CO和H2生产甲醇的化学方程式为CO+2H2?CH3OH．该反应合成1mol CH3OH吸收热量131.9kJ，又知2H2（g）+CO（g）+32O2（g）?CO2（g）+2H2O（g）△H=-594.1kJ/mol．请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：______．（2）在一容积可变的密闭容器中，充有10mol CO和20mol H2，用于合成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：①A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为______．②若将达到平衡状态B时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时负极的电极反应式为______，理论上通过外电路的电子最多为______mol．（3）以CO2为原料也可以合成甲醇，其反应原理为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）在1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2在500℃下发生反应，测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时问变化如图所示：则下列说法正确的是______（填字母）；A．3min时反应达到平衡B．0～10min时用H2表示的反应速率为0.225mol-1?min-1C．CO2的平衡转化率为25%D．该温度时化学平衡常数为163（mol?L-1）-2．





Answer 1

（1）根据液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气，化学方程式为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g），
根据盖斯定律得：①CO+2H₂=CH₃OH△H₁=+131.9kJ?mol^-1
②2H₂（g）+CO（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-594.1kJ?mol^-1
③2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₃
③=2×（②-①），△H₃=2×（△H₂-△H₁）=-1452kJ?mol^-1 
故答案为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ?mol^-1； 
（2）①化学平衡常数只受温度的影响，该反应放热，温度越高平衡逆向移动，K值减小．
故答案为：K_a=K_b＞K_C；
②CH₃OH 即可以做燃料，还可以与氧气组成碱性燃料电池，电解质溶液是KOH溶液．则该燃料电池放电时是原电池，负极上是甲醇失电子发生氧化还原反应生成碳酸盐，反应的电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；由图示可知，在平衡状态B时，CO转化率为0.8，可知生成甲醇的物质的量为8mol，根据电极反应式可知失去电子数为：8mol×6=48mol；
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；48；
（3）①A．3min后各物质的浓度还发生变化，所以3min时该反应未达到平衡，故错误；
B．0～10min时用H₂表示的反应速率=

1?0.25

10

=0.225（mol?^-1?min^-1），故正确；
C．CO₂的平衡转化率=

1?0.25

1

×100%=75%，故错误；
D．平衡时c（CO₂）=0.25mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.75mol/L，c（H₂）=3c（CO₂）=0.75mol/L，该温度时化学平衡常数=

0.75×0.75

0.25×0.753

（mol/L）²=

16

3

（mol/L）²，故正确；
故选BD．