Question

(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。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) 
反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g) 
上述反应符合“原子经济”原则的是                  （填“I”或“Ⅱ”）。
（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
则CH₃OH(l)+ O₂(g) ＝ CO(g) + 2H₂O(l) ΔH＝               
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如下左图所示的电池装置。
①      该电池负极的电极反应为                          。
② 工作一段时间后，测得溶液的pH                   （填增大、不变、减小）。
③用该电池作电源，组成如下右图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极)，甲容器装250mL0.04mol/LCuSO₄溶液，乙容器装300mL饱和NaCl溶液，写出c电极的电极反应        ，常温下，当300mL乙溶液的pH为13时，断开电源，则在甲醇电池中消耗O₂的体积为                  mL(标准状况) ，电解后向甲中加入适量下列某一种物质，可以使溶液恢复到原来状态，该物质是           (填写编号) 。

A．CuO

B．CuCO3

C．Cu(OH)2

D．Cu2(OH)2CO3

Answer 1

（1） I （2分）（2） ΔH＝﹣442.8 kJ∕mol（2分）
（3）①CH₃OH  + 8OH^- = CO₃^2- + 6H₂O + 6e^-（2分）      
②减小（2分）③ 2Cl^- - 2e^-=Cl₂↑  （2分）168（2分）  D（2分）

解析试题分析：（1）反应I原子利用率100%，符合原子经济；（2）CH₃OH(l)+ O₂(g) ＝ CO(g) + 2H₂O(l) 
ΔH＝ΔH₁－ΔH₂ ＋2ΔH₃ = ﹣442.8 kJ∕mol；（3）碱性介质下，甲醇失去电子生成CO₃^2-，CH₃OH  + 8OH^- = CO₃^2- + 6H₂O + 6e^-或CH₃OH  + 8OH^-－ 6e^- = CO₃^2- + 6H₂O；②反应的总方程式为2CH₃OH  + 4OH^- + 3O₂ =  2CO₃^2- + 6H₂O，工作一段时间后，溶液的pH减少；③电解饱和食盐水方程式为
2NaCl+2H₂O=" 2NaOH" + H₂+ Cl₂，反应中生成n(OH^-)="0.3×0.1=0.03mol=" n(e^-)，v(O₂)=0.03÷4×22.4×1000=168mL，甲容器中阳极产生氧气，阴极先产生铜0.01mol，后产生氢气0.005mol，故加入Cu₂(OH)₂CO₃才能恢复原来状态。
考点：考查化学原理综合知识。