题目内容

【题目】能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质之一。

1)合成甲醇的反应为:COg)+2H2gCH3OHg);下图表示某次合成实验过程中甲醇的体积分数φCH3OH)与反应温度的关系曲线,则该反应的H__________0。(填>、<或=下同)

2)在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO7.5mol H2,达到平衡时CO的转化率为90%,此时容器内的压强为开始时的__________倍。

3)利用甲醇燃料电池设计如图所示的装置:

则该装置中b____________极,写出装置中电解池内发生反应的离子方程式_______________________

当锌片的质量变化为128 g时,a极上消耗的O2 在标准状况下的体积为___________L

4)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,其中一种技术是将CO2转化成有机物实现碳循环。如:

2CO2g)+2H2Ol= C2H4g)+3O2g ΔH+14110 kJ/mol

2CO2g)+3H2Ol= C2H5OH1)+3O2g ΔH+13668 kJ/mol

则由乙烯水化制乙醇反应的热化学方程式____________________________________

【答案】 055 2Cu2+2H2O2CuO24H+ 224 C2H4g)+H2Ol= C2H5OH △H=-442 kJ/mol

【解析】

1)合成甲醇的反应为:COg)+2H2gCH3OHg);由图中某次合成实验过程中甲醇的体积分数φCH3OH)与反应温度的关系曲线可知,φCH3OH)在230℃以后随温度升高而减小,说明该反应是放热反应,则该反应的H0

2)在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO7.5mol H2,达到平衡时CO的转化率为90%,则CO的变化量为2.25molH2的变化量为4.5mol,此时容器内COg)、H2g)、CH3OH的的物质的量分别为0.25mol3mol2.25mol。在同温同体积的容器中,气体的压强之比等于其物质的量之比,故压强为开始时的倍。

3)①燃料电池中,燃料在负极发生氧化反应。由图中信息可知,甲醇从b电极通入,则该装置中b为负极,则Zn为阴极、阳极是惰性电极,电解硫酸铜溶液,电解池内发生反应的离子方程式为2Cu2+2H2O2CuO24H+

当锌片的质量变化为128 g时,说明锌片上析出铜的物质的量为0.2mol,则a极上消耗的O2 的物质的量为0.1mol,其在标准状况下的体积为2.24L

4)①2CO2g)+2H2Ol= C2H4g)+3O2g ΔH+14110 kJ/mol

2CO2g)+3H2Ol= C2H5OH1)+3O2g ΔH+13668 kJ/mol

根据盖斯定律,由②-①可得由乙烯水化制乙醇反应的热化学方程式C2H4g)+H2Ol= C2H5OH △H=-442 kJ/mol

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