Question

甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料，可制作燃料電池。

（1）工業(yè)上可用下列兩種反應(yīng)制備甲醇：

CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)  ΔH₁         

CO₂(g) ＋ 3H₂(g)  CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂   

已知：2H₂(g)+ O₂(g) ＝ 2H₂O(g)   ΔH₃。則2CO(g)＋O₂(g) ＝ 2CO₂(g) 的反應(yīng)熱

ΔH＝_____________（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。

（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H₂來源于：CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)  ΔH₄。

一定條件下CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則ΔH₄______0，P_{1_________}P₂

（填“<”、“>”或“＝”）

（3）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖b所示的甲醇燃料電池裝置，工作一段時(shí)間后，溶液的PH           (填增大、減小、不變)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______             ______。

（4）黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進(jìn)一步采用電解法精制。粗銅電解得到精銅的的電解池中，陽極材料是             ；陰極材料是        ；

陽極泥為：                         

 

Answer 1

【答案】

（1）2ΔH₁－2ΔH₂＋ΔH₃ （2分） （2）  > （2分）    <（2分）

（3） 減小 （2分）  CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－+6H₂O    （3分）

（4）粗銅, 精銅,  Ag、Au  （3分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律可知，①×2＋③－②×2即達(dá)到反應(yīng)2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) ，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝2ΔH₁－2ΔH₂＋ΔH₃。

（2）根據(jù)圖像可知在壓強(qiáng)相同的條件下，升高溫度甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，這說明溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正方應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即△H大于0；正方應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，則增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低。所以根據(jù)圖像可知，在溫度相同的條件下，P1對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率高，則P1小于P2。

（3）甲醇在反應(yīng)中失去電子，所以甲醇在負(fù)極通入，電極反應(yīng)式是CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－+6H₂O，即反應(yīng)后有碳酸鉀生成，消耗氫氧化鉀，所以溶液的pH減小。

（4）粗銅精練時(shí)，粗銅和電源的正極相連，做陽極，純銅和電源的負(fù)極相連，做陰極。粗銅中的Ag、Au等雜質(zhì)不失去電子，成為陽極泥。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)熱的計(jì)算、外界條件對平衡狀態(tài)的影響、電極反應(yīng)式的判斷和書寫陽極粗銅的冶煉

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題貼近高考，綜合性強(qiáng)，在注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識鞏固與訓(xùn)練的同時(shí)，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)與解題方法的指導(dǎo)和訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力。