题目内容
以甲醇为替代燃料是解决我国石油资源短缺的重要措施．（1）CO、CO2可用于甲醇的合成，其相关反应的热化学方程式如下：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-102.5kJ?mol-1
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-42.9kJ?mol-1
则反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=
反应CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）的平衡常数K的表达式为
（2）用CO2合成甲醇时可选用亚铬酸锌（ZnCr2O4）或CuCl为催化剂．
①工业制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO4?H2O，同时生成ZnO．该反应的化学方程式是
②CuCl是不溶于水的白色固体，制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉，发生反应CuCl2+Cu═2CuCl．在实验过程中应先加入浓盐酸，发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2]．反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成．实验过程中加入浓盐酸的目的是
（3）直接甲醇燃料电池结构如图所示，则负极反应是
考点：热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律及题中热化学方程式计算出反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）的△H；根据化学平衡常数的概念及表达式写出反应CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）的平衡常数K的表达式；
（2）①根据题干信息“制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO4?H2O，同时生成ZnO”确定反应物、生成物，然后写出反应的化学方程式；催化剂在一定温度下才能具有较强的催化活性；
②根据浓盐酸发生的反应结合平衡移动原理来解释，根据CuCl的Ksp=c（Cu+）?c（Cl-）计算出c（Cu+）；
（3）燃料电池中，负极失去电子发生氧化反应，甲醇在反应中被氧化，所以负极反应为甲醇失去电子生成二氧化碳的反应．
（2）①根据题干信息“制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO4?H2O，同时生成ZnO”确定反应物、生成物，然后写出反应的化学方程式；催化剂在一定温度下才能具有较强的催化活性；
②根据浓盐酸发生的反应结合平衡移动原理来解释，根据CuCl的Ksp=c（Cu+）?c（Cl-）计算出c（Cu+）；
（3）燃料电池中，负极失去电子发生氧化反应，甲醇在反应中被氧化，所以负极反应为甲醇失去电子生成二氧化碳的反应．
解答：
解：（1）①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-102.5kJ?mol-1
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-42.9kJ?mol-1
根据盖斯定律①-②可得：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-102.5kJ?mol-1-（-42.9kJ?mol-1）=-59.6kJ?mol-1；
反应CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）的平衡常数K的表达式为：K=
，
故答案为：-59.6；K=
；
（2）①制备亚铬酸锌（ZnCr2O4）是用CO还原ZnCrO4?H2O，同时生成ZnO，反应的化学方程式为：2ZnCrO4?H2O+3CO=ZnO+ZnCr2O4+3CO2+2H2O；
催化剂在一定温度下才能具有较强的催化活性，以亚铬酸锌为催化剂时，工业上的适宜温度是：350℃～420℃，说明此时催化剂亚铬酸锌的活性最大，
故答案为：2ZnCrO4?H2O+3CO=ZnO+ZnCr2O4+3CO2+2H2O；此时催化剂亚铬酸锌的活性最大（或温度升高，反应速率增大）；
②制备CuCl时，向CuCl2溶液中加入过量铜粉，发生反应CuCl2+Cu═2CuCl，在实验过程中应先加入浓盐酸，发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2]，由此可见加入浓盐酸可以促使平衡正向移动，这样可以防止CuCl固体覆盖在Cu表面，影响反应的进行；
当c（Cl-）=2×10-3 mol?L-1时，CuCl的Ksp=c（Cu+）?c（Cl-），则c（Cu+）=
=
=8.5×10-5mol/L，
故答案为：促使平衡正向移动，防止CuCl固体覆盖在Cu表面，影响反应的进行；8.5×10-5；
（3）燃料电池中，负极发生氧化反应，甲醇在反应中被氧化成二氧化碳，所以负极电极反应为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，
故答案为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+．
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-42.9kJ?mol-1
根据盖斯定律①-②可得：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-102.5kJ?mol-1-（-42.9kJ?mol-1）=-59.6kJ?mol-1；
反应CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）的平衡常数K的表达式为：K=
| c(CO2)?c(H2) |
| c(CO)?c(H2O) |
故答案为：-59.6；K=
| c(CO2)?c(H2) |
| c(CO)?c(H2O) |
（2）①制备亚铬酸锌（ZnCr2O4）是用CO还原ZnCrO4?H2O，同时生成ZnO，反应的化学方程式为：2ZnCrO4?H2O+3CO=ZnO+ZnCr2O4+3CO2+2H2O；
催化剂在一定温度下才能具有较强的催化活性，以亚铬酸锌为催化剂时，工业上的适宜温度是：350℃～420℃，说明此时催化剂亚铬酸锌的活性最大，
故答案为：2ZnCrO4?H2O+3CO=ZnO+ZnCr2O4+3CO2+2H2O；此时催化剂亚铬酸锌的活性最大（或温度升高，反应速率增大）；
②制备CuCl时，向CuCl2溶液中加入过量铜粉，发生反应CuCl2+Cu═2CuCl，在实验过程中应先加入浓盐酸，发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2]，由此可见加入浓盐酸可以促使平衡正向移动，这样可以防止CuCl固体覆盖在Cu表面，影响反应的进行；
当c（Cl-）=2×10-3 mol?L-1时，CuCl的Ksp=c（Cu+）?c（Cl-），则c（Cu+）=
| Ksp |
| c(Cl-) |
| 1.7×10-7 |
| 2×10-3 |
故答案为：促使平衡正向移动，防止CuCl固体覆盖在Cu表面，影响反应的进行；8.5×10-5；
（3）燃料电池中，负极发生氧化反应，甲醇在反应中被氧化成二氧化碳，所以负极电极反应为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，
故答案为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+．
点评：本题考查了热化学方程式、化学新型燃料电池及工作原理、化学平衡常数的概念及表达式、难溶电解质的沉淀溶解平衡，题目难度中等，试题涉及的知识点较多，注意掌握原电池工作原理、化学平衡常数的计算方法，能够根据盖斯定律书写目标热化学方程式．
练习册系列答案
相关题目
中学常见物质A、B、C、D、E、X，存在如图转化关系（部分生成物和反应条件略去）．下列推断不正确的是（ ）| A、若D为NaCl，且A可与C反应生成B，则E可能是CO2 |
| B、若D是一种强碱，则A、B、C均可与X反应生成D |
| C、若D是一种白色沉淀，在空气中最终变成红褐色，则A可能是铁 |
| D、若D是一种弱酸，则A既可以是单质，也可以是化合物，且D可与铜反应生成B或C |
糖尿病是由于体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症，以高血糖为主要标志．长期摄入高热量食品和缺少运动都易导致糖尿病．
质子核磁共振谱是研究有机化合物结构的有力手段之一．结构中的等效氢原子核磁共振谱中都给出了相应的峰值 （信号），谱中峰的强度与结构中的H原子数成正比．试回答，结构简式为如图所示的有机化合物：
（-R1、-R2表示氢原子或烃基）；
设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（ ）
| A、1L 0.1mol?L-1的氨水中含有的NH3?H2O分子数为0.1NA |
| B、电解精炼铜时，若阳极质量减少6.4g，则电路中转移电子数为0.2NA |
| C、标准状况下，2.24L的二氯甲烷中含有的碳氯共价键的数目为0.2NA |
| D、一定条件下，4.6g NO2和N2O4混合气体中含有的N原子数目为0.1NA |