Question

【題目】（12分）能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。

（1）工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH；下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷ΔH 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。

②在300℃時(shí)，將2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容積為1L的密閉容器中，此時(shí)反應(yīng)將 （填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”）。

（2）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為： ，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行溶液的pH (填“增大”“減小”或“不變”)。

（3）如果以該燃料電池為電源，石墨作兩極電解飽和食鹽水，則該電解過(guò)程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為： ；如果電解一段時(shí)間后NaCl溶液的體積為1L，溶液的pH為12（25℃下測(cè)定），則理論上消耗氧氣的體積為 mL（標(biāo)況下）。

Answer 1

【答案】（1）①＜ ②向正反應(yīng)方向進(jìn)行

（2） CH3OH+ 8OH—-6e—= CO32—+6H2O；減小

（3） 2Cl—-2e—=Cl2↑；56 （每格2分，共12分）

【解析】

試題分析：（1）①由表中所給平衡常數(shù)與溫度關(guān)系可知，溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，故逆向?yàn)槲鼰岱较颍�正向�(yàn)榉艧岱磻?yīng)，故ΔH<0；②在300℃時(shí)，將2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容積為1L的密閉容器中，可得Qc=1/9<K(300)故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；（2）甲醇燃料堿性電池中負(fù)極為甲醇放電：CH3OH+ 8OH—-6e—= CO32—+6H2O；總反應(yīng)為： 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行溶液的pH減小；（3）石墨作兩極電解飽和食鹽水，陽(yáng)極Cl—放電：2Cl—-2e—=Cl2↑，電解一段時(shí)間后NaCl溶液的體積為1L，溶液的pH為12，則消耗n(H＋)=0.01mol，故轉(zhuǎn)移電子為0.01mol，則消耗氧氣0.0025mol，體積為56mL。