Question

【题目】甲醇既可用于基本有机原料，又可作为燃料用于替代矿物燃料．
（1）以下是工业上合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H 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

由表中数据判断反应I为热反应（填“吸”或“放”）．
某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为 ， 此时的温度为（从表中选择）．
（2）已知在常温常压下： ①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1 kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2 kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H3 kJ/mol
则反应 CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=kJ/mol（用△H1、△H2、△H3表示）
（3）现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72）时，实验室利用如图装置模拟该法：
①N电极的电极反应式为 ．
②请完成电解池中Cr2O72转化为Cr3+的离子反应方程式：
Cr2O72+Fe2++═Cr3++Fe3++
（4）处理废水时，最后Cr3+以Cr（OH）3形式除去，当c（Cr3+）=1×10-5molL﹣1 时，Cr3+沉淀完全，此时溶液的pH= ． （已知，Ksp=6.4×10-31 ， lg2=0.3）

Answer 1

【答案】
（1）放；80%；250℃
（2）（△H1﹣△H2+4△H3）/2
（3）O2+4e￣+4H+=2H2O；6；14H+；2；6；7H2O
（4）5.6
【解析】解：（1）由表中数据可知，随温度升高平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故△H＜0，某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则：

	CO（g）+	2H2（g）═	CH3OH（g）
起始（mol）	1	3	0
转化（mol）	0.8	1.6	0.8
平衡（mol）	0.2	1.4	0.8

CO转化率= ×100%=80%，平衡常数K= = =2.041，故温度为250℃，

所以答案是：放；80%；250℃；（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1 kJ/mol

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2 kJ/mol

③H2O（g）=H2O（l）△H3 kJ/mol

根据盖斯定律 （①﹣②+4③）可得：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=（△H1﹣△H2+4△H3）/2kJ/mol，

所以答案是：（△H1﹣△H2+4△H3）/2；（3）①氢离子由质子交换膜由M电极区移向N电极区，则M为负极、N为正极，负极上发生氧化反应，甲醇失去电子，生成二氧化碳与氢离子，负极电极反应式为：CH3OH﹣6e﹣+H2O=6H++CO2↑，正极发生还原反应，氧气获得电子，与通过质子交换膜的氢离子结合为水，正极电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，

所以答案是：O2+4e+4H+=2H2O；

②电解池溶液里Cr2O72﹣转化为Cr3+，化合价降低共6价，左侧Fe电极为阳极，Fe失去电子生成Fe2+，酸性条件Fe2+将Cr2O72﹣还原为Cr3+，自身被氧化为Fe3+，化合价升高共1价，化合价升降最小公倍数为6，则Cr2O72﹣的系数为1，Fe2+的系数为6，反应离子方程式为：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，

所以答案是：1；6；14H+；2；6；7H2O；（4）Ksp=c（Cr3+）×c3（OH﹣）=6.4×1031，c（Cr3+）=1×105molL﹣1 时，溶液中c（OH﹣）=4×109molL﹣1，则c（H+）= mol/L=2.5×106molL﹣1，则pH=﹣lg2.5×106=5.6，

所以答案是：5.6．

【考点精析】通过灵活运用反应热和焓变，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热即可以解答此题．