Question

【題目】CH3OH是一種無色有刺激性氣味的液體，在生產(chǎn)生活中有重要用途，同時(shí)也是一種重要的化工原料。

（1）已知CH3OH(g)＋1/2O2(g)CO2(g)＋2H2(g)能量變化如圖，下列說法正確的是______

A．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程是一個(gè)吸收能量的過程

B．H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為1:2

C．化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成，同時(shí)也一定有能量變化

D．1 mol H—O鍵斷裂的同時(shí)2 mol C=O鍵斷裂，則反應(yīng)達(dá)最大限度

（2）某溫度下，將5molCH3OH和2molO2充入2L的密閉容器中，經(jīng)過4min反應(yīng)達(dá)到平衡，測得c(O2)＝0.2mol·L－1，4min內(nèi)平均反應(yīng)速度v(H2)＝ ，則CH3OH的轉(zhuǎn)化率為 。

（3）CH3OH燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。則下列說法正確的是 。

A．電池放電時(shí)通入空氣的電極為負(fù)極

B．電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－==CO2↑＋2H2O

C．電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱

D．電池放電時(shí)每消耗6.4gCH3OH轉(zhuǎn)移1.2 mol電子

（4）寫出甲醇燃料電池在酸性條件下負(fù)極的反應(yīng)式為_____________________。

Answer 1

【答案】（1）C D（2）0.8mol/L.min 64%（3）CD（4）負(fù):C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+

【解析】

試題分析：（1）由圖像可知，A．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，則CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程是一個(gè)放出能量的過程，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為2:1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成，同時(shí)也一定有能量變化，C項(xiàng)正確；D．1 mol H—O鍵斷裂的同時(shí)2 mol C=O鍵斷裂，說明V (正)=V（逆）,反應(yīng)達(dá)到平衡，即反應(yīng)達(dá)最大限度，D項(xiàng)正確；選CD。

（2）將5molCH3OH和2molO2充入2L的密閉容器中，經(jīng)過4min反應(yīng)達(dá)到平衡，測得c(O2)＝0.2mol·L－1，說明氧氣反應(yīng)掉2-0.2×2=1.6mol，根據(jù)濃度的變化量等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，氫氣生成6.4mol，則4min內(nèi)平均反應(yīng)速度v(H2)＝6.4mol÷(2L×4min)= 0.8mol/L.min，根據(jù)上述分析，反應(yīng)掉甲醇3.2mol,則CH3OH的轉(zhuǎn)化率為3.2÷5×100%= 64%。

（3）甲醇燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成，A．電池放電時(shí)，氧氣得電子，則通入空氣的電極為正極，錯(cuò)誤；B．電池放電時(shí)，甲醇失電子作負(fù)極，生成的CO2 與KOH溶液反應(yīng)生成碳酸鉀， 則負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－+8OH－==CO32-＋6H2O，錯(cuò)誤；C．電池放電時(shí)，生成的CO2 與KOH溶液反應(yīng)生成碳酸鉀，電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱，正確；D．6.4g甲醇的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)CH3OH－6e－+8OH－==CO32-＋6H2O，電池放電時(shí)每消耗6.4gCH3OH轉(zhuǎn)移1.2 mol電子，正確；選CD。

（4）甲醇燃料電池在酸性條件下負(fù)極的反應(yīng)式為：C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+。