题目内容
(12分) 甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I： CO(g) ＋ 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应II： CO2(g) ＋ 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 （填“I”或“Ⅱ”）。
②已知反应Ⅰ的能量变化如图所示：由表中数据判断 ΔH1 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L， 则CO的转化率为
（2）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH ＝－44.0 kJ／mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为________
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为____________
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为____________.
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I： CO(g) ＋ 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1反应II： CO2(g) ＋ 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2①上述反应符合“原子经济”原则的是 （填“I”或“Ⅱ”）。
②已知反应Ⅰ的能量变化如图所示：由表中数据判断 ΔH1 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L， 则CO的转化率为
（2）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH ＝－44.0 kJ／mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为________
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为____________
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为____________.
（1）①1 ②＜ ③80% （2）442.8KJ
（3）①O2+2H2O+4e-=4OH- ②2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
（3）①O2+2H2O+4e-=4OH- ②2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
（1）①根据方程式可知，反应I中反应物全部转化为甲醇，符合“原子经济”原则。
②根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应，则ΔH1＜0。
③反应前CO的浓度是1mol/L，所以消耗的CO是1mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，所以其转化率是80％。
（2）考查反应热的有关计算。根据盖斯定律可知，（①－②＋③×4）÷2即得到CH3OH(l) ＋ O2(g) ＝ CO2(g) ＋ 2H2O(l)，所以反应热是△H＝（－1275.6 kJ／mol＋566.0 kJ／mol－44.0 kJ／mol×4）÷2＝－442.8kJ／mol，所以1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ。
（3）①原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，所以正极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-。
②由于负极是甲醇失去电子，生成碳酸钾和水，所以总反应式是2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O。
②根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应，则ΔH1＜0。
③反应前CO的浓度是1mol/L，所以消耗的CO是1mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，所以其转化率是80％。
（2）考查反应热的有关计算。根据盖斯定律可知，（①－②＋③×4）÷2即得到CH3OH(l) ＋ O2(g) ＝ CO2(g) ＋ 2H2O(l)，所以反应热是△H＝（－1275.6 kJ／mol＋566.0 kJ／mol－44.0 kJ／mol×4）÷2＝－442.8kJ／mol，所以1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ。
（3）①原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，所以正极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-。
②由于负极是甲醇失去电子，生成碳酸钾和水，所以总反应式是2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O。
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