Question

【題目】二氧化碳是引起“溫室效應”的主要物質，應該減少二氧化碳的排放。

（1）有一種用CO2生產甲醇燃料的方法：

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

CH3OH（g）═CH3OH（l）△H=-b kJmol-1；

2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-c kJmol-1；

H2O（g）═H2O（l）△H=-d kJmol-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3mol H2，發生的反應為：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3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2mol CO2和3mol H2

③計算該溫度下此反應的平衡常數K=______（填分數或保留兩位有效數字）。若改變______條件（填編號），可使K=1。

A．增大壓強 B．增大反應物濃度 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1所示

①則M區發生的電極反應式為______。

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）．則該電解反應的總反應的離子方程式為：__________________。

假設溶液體積為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量為______（忽略溶液體積變化）。

Answer 1

【答案】（1）CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=（2分）；

（2）①0.075mol/(L·min)（2分）②CD（1分）；③0.20（2分）；C（1分）；

（3）①CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+（2分）；

②2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-（2分）；0.16g（2分）。

【解析】（1）-[③×3/2+④×2-①-②]得：CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=。

（2）①從0min到10min，v（H2）=3 v（CO2）=3×（1-0.75）/10=0.075mol/(L·min).

②使增大, 就是平衡右移，升高溫度平衡左移，恒溫恒容下充入He（g），平衡不移動，將H2O（g）從體系中分離，平衡右移，恒溫恒容再充入2mol CO2和3mol H2，是增大壓強平衡右移，故選C、D。

③該溫度下平衡時各物質的濃度為：c（CO2）=0.75mol/L、c（CH3OH）=0.25mol/L、c（H2）=0.75mol/L、c（H2O）=0.25mol/L，平衡常數K=0.25×0.25/[0.75×0.753]=0.20，使K=1，平衡常數增大，平衡右移，增大壓強、增大反應物濃度、加入催化劑不影響平衡常數，可以降低溫度，選C。

（3）①根據甲醇燃料電池原理圖，可判斷是酸性電池，M是負極，電極反應式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，②電解飽和食鹽水的總反應的離子方程式為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-；假設溶液體積為300mL，當溶液的pH值為13時，生成OH-為0.03mol，轉移電子是0.03mol，消耗甲醇0.005mol，質量為0.005×32=0.16g。