据报道.一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实．已知:①CH3CH2OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol(1)写出由CO2和H2反应合成CH3CH2OH(l)和H2O(l)的热化学方程式．(2)碱性乙醇燃料电池易储存.易推广.对� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实．
已知：①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
（1）写出由CO₂和H₂反应合成CH₃CH₂OH（l）和H₂O（l）的热化学方程式

．
（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景．该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液．通入乙醇燃气的一极为

极，该极上的电极反应式为

．
（3）用乙醇燃料电池电解400mL 饱和食盐水装置可简单表示如图：该装置中发生电解反应的方程式为

；在铁棒附近观察到的现象是

；当阴极产生448mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为

．（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）

考点：化学电源新型电池,热化学方程式

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）根据盖斯定律并结合热化学方程式①、②写出由CO₂ 和H₂反应合成CH₃CH₂OH（l）和H₂O（l）的热化学方程式；
（2）原电池的负极发生氧化反应，乙醇燃料电池中，乙醇被氧化，所以负极为乙醇在碱性溶液中失去电子生成碳酸根离子；
（3）根据两个电极与电源的连接方式判断电解池的阴阳极，写出电解饱和食盐水的方程式；然后根据电解饱和食盐水中两极的反应判断反应现象，计算出生成氢氧化钠的物质的量，最后计算出溶液的pH．

解答： 解：（1）①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol，
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol，
根据盖斯定律，②×3-①可得：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（l）+3H₂O（l）△H=（-571.6kJ/mol）×3-（-1366.8kJ/mol）=-348kJ/mol，
故答案为：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（l）+3H₂O（l）△H=-348kJ/mol；
（2）在乙醇燃料电池中，负极上是燃料乙醇发生失电子的氧化反应，在碱性环境下的电极反应为：C₂H₆O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案为：负，C₂H₆O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（3）根据图示可知，左侧的电极连接电源的负极，为电解池的阴极，所以左侧发生还原反应生成氢气；右侧连接原电池的直接，所以电解池的右侧为阳极，阳极发生氧化反应生成氯气，电极饱和食盐水的方程式为：2NaCl+2H₂O

通电

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
铁棒上水电离的氢离子放电，使水的电离平衡向右移动，氢氧根离子浓度增大，所以带有酚酞的溶液变红；
阴极生成标况下的448mL气体，该气体为氢气，标况下448mL氢气的物质的量为0.02mol，根据反应方程式2NaCl+2H₂O

通电

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH可知，生成0.02mol氢气会生成0.04mol氢氧化钠，则该溶液中氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=c（NaOH）=

0.04mol

0.4L

=0.1mol/L，溶液中氢离子浓度为：1×10^-13mol/L，溶液的pH=13，
故答案为：2NaCl+2H₂O

通电

Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；溶液变红；13．

点评：本题考查了热化学方程式的书写、原电池工作原理及电极反应式的书写，题目难度中等，注意掌握热化学方程式的书写原则，能够根据盖斯定律及已知热化学方程式写出新的热化学方程式；明确原电池、电解池工作原理，能够正确书写电极反应式．