Question

【題目】甲醇是一種重要的化工原料，在生產中有著重要的應用

(1)CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)△H＝－29.1kJ·mol-1科研人員對該反應進行了研究，部分研究結果如下:

①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率看，工業制取甲酸甲酯應選擇的壓強是__________(填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)

②實際工業生產中采用的溫度是80℃，其理由是________________________________________

(2)直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于其結構簡單、能量轉化率高、對環境無污染，可作為常規能源的替代品而越來越受到關注，DMFC的工作原理如圖3所示:

①通入a氣體的電極是電池的__________(填“正”或“負”)極，其電極反應式為__________

②常溫下，用此電池以性電極電解0.5L飽和食鹽水(足量)，若兩極共生成氣體1.12L(已折算為標準狀況下的體積)，則電解后溶液的pH為__________(忽略溶液的體積變化)

Answer 1

【答案】4.0×106 Pa 高于80時，溫度對反應速率影響較小，又因反應放熱，升高溫度時平衡逆向移動，轉化率降低 負 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 13

【解析】

（1）①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率“看，圖象中轉化率較大的是4.0×106Pa；

②依據圖象分析溫度在高于80°C對反應速率影響不大，又反應是放熱反應，溫度過高，平衡逆向進行，不利于轉化率增大；

（2）①根據圖知，交換膜是質子交換膜，則電解質溶液呈酸性，根據氫離子移動方向知，通入a的電極為負極、通入b的電極為正極，負極上甲醇失去電子發生氧化反應；

②根據電解池的工作原理和電極方程式來計算。

（1）①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率“看，圖象中轉化率變化最大的是4.0×106Pa；

②依據圖象分析溫度在高于80℃對反應速率影響不大，反應是放熱反應，溫度過高，平衡逆向進行，不利于轉化率增大；

（2）①根據圖知，交換膜是質子交換膜，則電解質溶液呈酸性，根據氫離子移動方向知，通入a的電極為負極、通入b的電極為正極，負極上甲醇失去電子發生氧化反應，負極反應式為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；

②電解飽和食鹽水時，電解池的總反應為：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，兩極一共產生標況下11.2L氣體(即0.05mol)，則產生Cl2和H2分別為0.025mol，根據陽極反應：2Cl--2e-=Cl2↑可知轉移電子數為0.05mol，陰極反應為：2H2O+4e-=4OH-+H2↑，因此生成的OH-的物質的量為0.05mol，則電解質溶液中c(OH-)==0.1mol/L，，則溶液pH=13。