Question

甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。
（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：
CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)  ΔH₁         
CO₂(g) ＋ 3H₂(g)  CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂   
已知：2H₂(g)+ O₂(g) ＝ 2H₂O(g)   ΔH₃。则2CO(g)＋O₂(g) ＝ 2CO₂(g) 的反应热
ΔH＝_____________（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。
（2）生产甲醇的原料CO和H₂来源于：CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)  ΔH₄。
一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则ΔH₄______0，P_{1_________}P₂
（填“<”、“>”或“＝”）
（3）某实验小组设计如图b所示的甲醇燃料电池装置，工作一段时间后，溶液的PH           (填增大、减小、不变)。负极的电极反应式为_______             ______。

（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。粗铜电解得到精铜的的电解池中，阳极材料是             ；阴极材料是        ；
阳极泥为：                         

Answer 1

（1）2ΔH₁－2ΔH₂＋ΔH₃ （2分） （2）  > （2分）    <（2分）
（3） 减小 （2分）  CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－+6H₂O    （3分）
（4）粗铜, 精铜,  Ag、Au  （3分）

解析试题分析：（1）根据盖斯定律可知，①×2＋③－②×2即达到反应2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) ，所以该反应的反应热ΔH＝2ΔH₁－2ΔH₂＋ΔH₃。
（2）根据图像可知在压强相同的条件下，升高温度甲烷的转化率增大，这说明温度升高平衡向正反应方向移动，所以正方应是吸热反应，即△H大于0；正方应是体积增大的可逆反应，则增大压强平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率降低。所以根据图像可知，在温度相同的条件下，P1对应的转化率高，则P1小于P2。
（3）甲醇在反应中失去电子，所以甲醇在负极通入，电极反应式是CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－+6H₂O，即反应后有碳酸钾生成，消耗氢氧化钾，所以溶液的pH减小。
（4）粗铜精练时，粗铜和电源的正极相连，做阳极，纯铜和电源的负极相连，做阴极。粗铜中的Ag、Au等杂质不失去电子，成为阳极泥。
考点：考查反应热的计算、外界条件对平衡状态的影响、电极反应式的判断和书写阳极粗铜的冶炼
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，综合性强，在注重对学生基础知识巩固与训练的同时，侧重对学生能力的培养与解题方法的指导和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。