Question

【題目】甲醇（CH3OH）常溫下為無色液體，是應用廣泛的化工原料和前景樂觀的燃料。

（1）①己知：CO、H2、CH3OH的燃燒熱（△H）分別為﹣283.0 kJmol-1、﹣285.8 kJmol-1、-726.8 kJmol-1，則CO和H2反應生成CH3OH的熱化學方程式是________________。

②有人設想綜合利用太陽能將天然氣轉化為較易存運的甲醇，裝置如下圖，裝置工作時陽極反應方程式為_________________________________。

（2）一定溫度下反應CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)在容積為2L的密閉容器中進行，其相關數據見上圖。

①從反應開始至平衡時，用H2表示化學反應速率為__________，該溫度下此反應的平衡常數為__________；

②5min后速率變化加劇的原因可能是___________________________；

（3）在6.98MPa、250℃和催化劑(CoI2)作用下，甲醇可轉化為乙酸：

CH3OH(g) + CO(g) = CH3COOH(g)

有機合成常有副反應存在。若反應釜中CH3OH和CO配料比(質量)為1,甲醇生成乙酸的選擇率為90.0%，則此反應CO的轉化率為___________。

（4）常溫Ka(CH3COOH)=1.8×10-5， 0.1 molL-1CH3COOH溶液中滴加0.1 molL-1CH3COONa溶液至 pH=7，此時混合溶液中兩溶質的物質的量比n(CH3COOH):n(CH3COONa)=___。

Answer 1

【答案】 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H = -127.8kJmol-1 CH4 + H2O -2e- = CH3OH + 2H+ 0.06molL-1min-1 L2mol-2（或9.375 L2mol-2等。無單位不扣分） 使用催化劑 78.8%(79%或78.75% 1:180

【解析】（1）①由CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJmol-1 和-726.8kJmol-1 ，則①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJmol-1 ②CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-726.8kJmol-1 ③H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-286kJmol-1 由蓋斯定律可知用①+③-2/3×②得反應CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l），該反應的反應熱△H=-283.0kJmol-1 +（-286kJmol-1 ）-2/3（-726.8kJmol-1 ）=-127.8kJmol-1 ，即CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-129kJmol-1 。故答案為：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-127.8kJmol-1 ；

②利用太陽能將天然氣轉化為較易存運的甲醇，陽極失去電子，發生氧化反應，反應方程式為： CH4 + H2O -2e- = CH3OH + 2H+ ；（2）①從反應開始至平衡時，用H2表示化學反應速率為 =0.06molL-1min-1；K=

②5min后速率變化加劇的原因可能是使用催化劑；（3）CH3OH和CO配料比(質量)為1，令投料1g，反應的CO為： ，則CO的轉化率為0.7875g/1g×100%=78.8%(79%或78.75% )；（4） ，n(CH3COOH):n(CH3COONa)=1:180