Question

(12分) 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

(12分) 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) Δ H 1 反应II： CO 2 (g) ＋ 3H 2 (g) CH 3 OH(g) + H 2 O(g) Δ H 2 ①上述反应符合“原子经济”原则的是 （填“I”或“Ⅱ”）。②已知反应Ⅰ的能量变化如图所示：由表中数据判断 Δ H 1 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。 ③某温度下，将2 mol CO和6 mol H 2 充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得 c (CO)＝ 0.2 mol／L， 则CO的转化率为 （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请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为________ （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。 ①该电池正极的电极反应为____________②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为____________.

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Answer 1

（1）①1    ②＜  ③80%  （2）442.8KJ （3）①O 2 +2H 2 O+4e - =4OH -         ②2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O

（1）①根据方程式可知，反应I中反应物全部转化为甲醇，符合“原子经济”原则。 ②根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应，则Δ H 1 ＜0。 ③反应前CO的浓度是1mol/L，所以消耗的CO是1mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，所以其转化率是80％。 （2）考查反应热的有关计算。根据盖斯定律可知，（①－②＋③×4）÷2即得到CH 3 OH(l) ＋ O 2 (g) ＝ CO 2 (g) ＋ 2H 2 O(l)，所以反应热是△H＝（－1275.6 kJ／mol＋566.0 kJ／mol－44.0 kJ／乱塌mol×4）÷2＝－442.8kJ／mol，所以1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一源旁氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ。 （3）①原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。由于雹陪橡电解质是氢氧化钾溶液，所以正极反应式是O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - 。 ②由于负极是甲醇失去电子，生成碳酸钾和水，所以总反应式是2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O。