Question

甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
（1）一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
①CO₂（g）+3H₂（g）＝CH₃OH（g）+H₂O（g） △H₁    
②2CO（g）+O₂（g） ＝2CO₂（g）              △H₂
③2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g）                   △H₃
則CO（g） + 2H₂（g） CH₃OH（g）　△H＝              。
（2）在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)： CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g） ，其他條件不變，在300℃和500℃時(shí)，物質(zhì)的量n（CH₃OH）與反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的△H       0（填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．縮小容器體積

B．降低溫度

C．升高溫度

D．使用合適的催化劑

E．將甲醇從混合體系中分離出來(lái)
（4）CH₄和H₂O在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH₄+H₂OCO+3H₂，T℃時(shí)，向1 L密閉容器中投入1 mol CH₄和1 mol H₂O（g），5小時(shí)后測(cè)得反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CH₄的轉(zhuǎn)化率為50% ，計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)       （結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）。
（5）以甲醇為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問題：

①B極的電極反應(yīng)式為                  。
②若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole^-時(shí)，實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大，可能原因是                  。
（6）25℃時(shí)，草酸鈣的K_sp=4.0×10^-8,碳酸鈣的K_sp=2.5×10^-9。向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4 mol·L^-1的草酸鉀溶液20ml，能否產(chǎn)生沉淀            （填“能”或“否”）。

Answer 1

（1）△H₁+1/2△H₂－1/2△H₃
（2 ＜
（3）ABE
（4）6.75 
（5）① CH₃OH+3O₂-6e^-= CO₂+ 2H₂O； 
②甲醇不完全被氧化，生成C或CO 或電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%
（6）否

（1）①+1/2②—1/2③。整理可得：CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g）△H＝△H₁+1/2△H₂－1/2△H₃。
（2）由圖像可以看出：升高溫度，平衡時(shí)CH₃OH的含量降低，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)，逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。因此△H＜0。
（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率,應(yīng)該使平衡正向移動(dòng)。由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，降低溫度、增大壓強(qiáng)（即縮小容器體積）增大反應(yīng)物的濃度或把甲醇從反應(yīng)體系中分離出來(lái)。因此選項(xiàng)為A、B、E。
（4）根據(jù)反應(yīng)方程式CH₄+H₂OCO+3H₂中各種物質(zhì)的相互關(guān)系及甲烷的轉(zhuǎn)化率可知：當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c（CH₄）=0.5mol/L;c（H₂O）=0.5mol/L;c（CO）=0.5mol/L;c（H₂）=1.5mol/L.化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各種生成物濃度冪指數(shù)的乘積一各種反應(yīng)物濃度冪指數(shù)乘積的比，所以
。
（5）①通入甲醇的電極B為原電池的負(fù)極， B極的電極反應(yīng)式為CH₃OH + 3O₂-6e^-= CO₂+ 2H₂O； 通入氧氣的電極為正極，正極發(fā)生反應(yīng)：O₂+ 4e^-= 2O^2-。
②當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole^-時(shí)，實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大，可能原因是甲醇不完全被氧化，生成C或CO或電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%等。
（6）碳酸鈣的K_sp=2.5×10^-9，則c（Ca²⁺）·c（CO₃^2-）=K_sp, c（Ca²⁺）=K_sp^1/2=（2.5×10-9）^1/2=5×10^-5，當(dāng)向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4 mol·L^-1的草酸鉀溶液20ml 時(shí)，c（Ca²⁺）·c（C₂O₄^2-）=（1/2×5×10^-5） ×（1/2×8.0×10^-4）=10^-8,小于草酸鈣的K_sp=4.0×10^-8，所以不能產(chǎn)生草酸鈣沉淀。