Question

【題目】二氧化碳是引起“溫室效應(yīng)”的主要物質(zhì)，應(yīng)該減少二氧化碳的排放。

(1)有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法：

已知：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=-akJmol-1；

CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-bkJmol-1；

2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-ckJmol-1；

則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為：__________________________________________。

(2)在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中，通入2mol CO2和3molH2，發(fā)生的反應(yīng)為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如右圖所示。

①從0min到10min，v(H2)=_____________。

②下列措施中能使增大的是______(選填編號)。

A．升高溫度 B．恒溫恒容下充入He(g)

C．將H2O(g)從體系中分離 D．恒溫恒容再充入2molCO2和3molH2

③計算該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(填分數(shù)或保留兩位有效數(shù)字)。若改變_________條件(填編號)，可使K=1。

A．增大壓強B．增大反應(yīng)物濃度C．降低溫度D．升高溫度 E．加入催化劑

(3)某甲醇燃料電池原理如圖所示

①則M區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________________。

②用上述電池做電源，用圖2裝置電解飽和食鹽水(電極均為惰性電極)．則該電解反應(yīng)的總反應(yīng)的離子方程式為：____________________________。

假設(shè)溶液體積為300mL，當溶液的pH值為13時(在室溫下測定)，理論上消耗甲醇的質(zhì)量為________________(忽略溶液體積變化)。

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-(3/2c-a-b)kJ/mol 0.075mol/(L·min) CD 0.20 C CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- 0.16g

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律解答。

（2）①先求v (CO2)，再求v(H2)。

②A.升高溫度，平衡逆向移動，故比值減小。

B.恒溫恒容下充入He(g)，平衡不移動，故比值不變。

C. 將H2O(g)從體系中分離，平衡正向移動，故比值變大。

D. 恒溫恒容再充入2molCO2和3molH2，相當于增大壓強，平衡正向移動，故比值增大。

③根據(jù)三段式計算解答。

（3）①根據(jù)H+移動方向判斷，M區(qū)為負極，CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子。

②電解飽和食鹽水的離子方程式為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。

（1）①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=-akJmol-1；

②CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-bkJmol-1；

③2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-ckJmol-1；

根據(jù)蓋斯定律計算③×3/2-①-②得到表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為：CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(3/2c-a-b)kJ/mol，

故答案為：CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-(3/2c-a-b)kJ/mol。

（2）①從0min到10min，v (CO2)=（1mol/L-0.75 mol/L）/10min=0.025 mol/(L·min)，v(H2)= 0.075mol/(L·min)，故答案為：0.075mol/(L·min)。

②A.升高溫度，平衡逆向移動，故比值減小，故A錯誤；

B.恒溫恒容下充入He(g)，平衡不移動，故比值不變，故B錯誤；

C. 將H2O(g)從體系中分離，平衡正向移動，故比值變大，故C正確；

D. 恒溫恒容再充入2molCO2和3molH2，相當于增大壓強，平衡正向移動，故比值增大，故D正確。

故選CD。

③ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始（mol/L）1 1.5 0 0

轉(zhuǎn)化（mol/L）0.25 0.75 0.25 0.25

平衡（mol/L）0.75 0.75 0.25 0.25

所以K=0.25×0.25/ 0.75×0.753=0.20，而平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，只有通過改變溫度來改變平衡常數(shù)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，K值變大，故答案為：0.20；C。

（3）①根據(jù)H+移動方向判斷，M區(qū)為負極，CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，故答案為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

②電解飽和食鹽水的離子方程式為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，故答案為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，溶液體積為0.3L，OH-的濃度為0.1mol/L，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.03mol，根據(jù)電荷守恒知，消耗甲醇0.005mol，即質(zhì)量為0.16g，故答案為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；0.16g。