能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH,
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
<
<
0 (填“>”、“=”或“<”).②在300℃时,将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将
A
A
.A.向正方向移动 B.向逆方向移动 C.处于平衡状态 D.无法判断
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1451.6kJ•mol-1
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ•mol-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-442.8kJ•mol-1
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-442.8kJ•mol-1
.(3)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,则负极的电极反应式为
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
,随着反应的不断进行溶液的pH减小
减小
(填“增大”“减小”或“不变”).(4)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为
2Cl--2e-=Cl2↑
2Cl--2e-=Cl2↑
一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12(25℃下测定),则理论上消耗氧气的体积为56
56
mL(标况下).【考点】热化学方程式;原电池与电解池的综合.
【答案】<;A;CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-442.8kJ•mol-1;CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;减小;2Cl--2e-=Cl2↑;56
【解答】
【点评】
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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