Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：

反應(yīng)I：  CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)       ΔH₁
反應(yīng)II： CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+ H₂O(g)   ΔH₂
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是         (填“I”或“Ⅱ”)．
②在其他條件不變得情況下，考察溫度對(duì)反應(yīng)II的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示
由圖中數(shù)據(jù)判斷  ΔH₂        0 (填“＞”，“=”或“＜”)．
③某溫度下，將2 mol CO₂和6 mol H₂充入2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)II，達(dá)到平衡后，測(cè)得c(CO₂)= 0．2 mol/L， 則此時(shí)容器中的壓強(qiáng)為原來(lái)的         倍
（2）已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)  ΔH =-1275．6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O₂(g) = 2CO₂(g)            ΔH =-566．0 kJ/mol
③ H₂O(g) = H₂O(l)                  ΔH =-44．0 kJ/mol
請(qǐng)計(jì)算1 mol甲醇不完全燃燒生成1 mol一氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為               。
（3）某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如圖所示的電池裝置．

①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為                        
②此電池消耗甲醇1．6克時(shí)，反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為                
③若以此燃料電池為鉛蓄電池充電，則應(yīng)將圖中右側(cè)電極連接蓄電池的       (填正極或負(fù)極)

Answer 1

（1） ①  I ②  <  ③ 0．6 （2）442．8 KJ  （3）CH₃OH+8OH^- -6e^- = CO₃^2- +6H₂O0．3N_A   負(fù)極

試題分析：（1）原子經(jīng)濟(jì)就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為生成物。選擇反應(yīng)I的化合反應(yīng)。由圖可知：T₂>T₁。升高溫度甲醇的物質(zhì)的量減少，說(shuō)明升高溫度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。即逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。故△H₂<0．③反應(yīng)開(kāi)始時(shí)C（CO₂）="1mol/L," C(H₂)=3mol/L由于達(dá)到平衡后，測(cè)得c(CO₂)= 0．2 mol/L，CO₂改變濃度是0．8mol/L,所以H₂改變濃度為2．4mol/L． H₂平衡濃度為0．6mol/L．產(chǎn)生的甲醇、水蒸汽的濃度都是0．8mol/L．平衡時(shí)總濃度是2．4mol/L,而開(kāi)始時(shí)總濃度是4mol/L。所以這時(shí)的壓強(qiáng)是開(kāi)始的2．4mol/L÷4mol/L=0．6倍。（2）①-②+③×4得：2CH₃OH(l) + 2O₂(g) =" 2CO" (g) + 4H₂O(l) ΔH =-1275．6 kJ/molΔH =-885．6 kJ/mol。所以產(chǎn)生1mol一氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為442．8 KJ．（3）甲醇燃料電池的負(fù)極是通入甲醇的電極，電極反應(yīng)為CH₃OH+8OH^- -6e^- = CO₃^2- +6H₂O。每摩爾的甲醇反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子9摩爾。消耗甲醇1．6克時(shí)，n(CH₃OH)=1．6g÷32g/mol=0．05mol,所以轉(zhuǎn)移電子0．3 N_A。③若以此燃料電池為鉛蓄電池充電，則應(yīng)將圖中右側(cè)電極連接蓄電池的負(fù)極。