题目内容
甲醇是一种可再生的优质燃料，用途广泛，研究其作用具有广阔前景．
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是 ．
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49kJ/mol
在某温度下，容积均为1L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容．容器B中经10s后达到平衡．达到平衡时的有关数据如下表：
①从反应开始至达到平衡时，容器B中CH3OH的平均反应速率为 ．
②该温度下，B容器中反应的化学平衡常数的数值为 ．
③α= ．
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是 ．
a．升高温度 b．将水蒸气从体系分离
c．用更有效的催化剂 d．将容器的容积缩小一半
（3）我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池．甲醇燃料电池的工作原理如图所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为 ．
②该电池正极的电极反应式为 ．
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49kJ/mol
在某温度下，容积均为1L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容．容器B中经10s后达到平衡．达到平衡时的有关数据如下表：
| 容器 | A | B |
| 反应物投入量 | 1mol CO2（g）和3mol H2（g） | 1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g） |
| 反应能量变化 | 放出αkJ热量 | 吸收19.6kJ热量 |
②该温度下，B容器中反应的化学平衡常数的数值为
③α=
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是
a．升高温度 b．将水蒸气从体系分离
c．用更有效的催化剂 d．将容器的容积缩小一半
（3）我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池．甲醇燃料电池的工作原理如图所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为
②该电池正极的电极反应式为
考点：化学平衡的计算,热化学方程式,原电池和电解池的工作原理
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律来计算反应的焓变；
（2）①根据达平衡时释放的热量进行计算，得到平衡时CH3OH的浓度，计算得到化学反应速率；②写出化学平衡常数表达式，根据平衡时浓度进行计算；
③根据转化A、B容器中加入的物质的量可以知道二者为等效平衡；
④能够促进反应向生成CH3OH方向进行的条件，可以提高甲醇的产率增大
（3）在燃料电池中，负极是燃料发生失电子的氧化反应，正极是氧气发生得电子的还原反应；
（2）①根据达平衡时释放的热量进行计算，得到平衡时CH3OH的浓度，计算得到化学反应速率；②写出化学平衡常数表达式，根据平衡时浓度进行计算；
③根据转化A、B容器中加入的物质的量可以知道二者为等效平衡；
④能够促进反应向生成CH3OH方向进行的条件，可以提高甲醇的产率增大
（3）在燃料电池中，负极是燃料发生失电子的氧化反应，正极是氧气发生得电子的还原反应；
解答：
解：（1）根据盖斯定律，
×（①-②）通过计算，可得热化学方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-354.8kJ/mol，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-354.8kJ/mol；
（2）①设生成的CH3OH物质的量浓度为xmol/L，
列出三段式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49kJ/mol
起始浓度（mol/L） 0 0 1 1
转化浓度（mol/L） x 3x x x 19.6kJ/mol
平衡浓度（mol/L） x 3x 1-x 1-x
根据热化学方程式可知：
=
，x=0.4mol/L，c=
=
=0.04mol/（L?S），故答案为：0.04mol/（L?S）；
②平衡时，n（CO2）=0.4mol/L，n（H2）=1.2mol/L，n（CH3OH）=0.6mol/L，n（H2O）=0.6mol/L，B容器中反应物为甲醇和水，
所以K=
=1.92，故答案为1.92；
③将A容器中二氧化碳和氢气转化为甲醇和水时，与B容器中物质的量完全相同，为等效平衡，故达到平衡时，与B容器完全相同，放出热量为49kJ/mol-19.6kJ=29.4KJ，故答案为29.4KJ；
④a．升高温度反应向逆反应方向移动，故错误；b．减小生成物浓度向正反应方向移动，故b正确；c．使用催化剂平衡不移动，故c错误；d．缩小体积，压强增大，向计量数减小的方向移动，故d正确；
故答案为：bd；
（3）①根据装置可以知道d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，b口通入的物质为甲醇，故答案为：CH3OH；
②d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，为正极，发生电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；
| 1 |
| 2 |
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-354.8kJ/mol；
（2）①设生成的CH3OH物质的量浓度为xmol/L，
列出三段式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49kJ/mol
起始浓度（mol/L） 0 0 1 1
转化浓度（mol/L） x 3x x x 19.6kJ/mol
平衡浓度（mol/L） x 3x 1-x 1-x
根据热化学方程式可知：
| 1 |
| x |
| 49 |
| 19.6 |
| △c |
| △t |
| 0.4mol/L |
| 10s |
②平衡时，n（CO2）=0.4mol/L，n（H2）=1.2mol/L，n（CH3OH）=0.6mol/L，n（H2O）=0.6mol/L，B容器中反应物为甲醇和水，
所以K=
| 0.4mol/L?(1．2mol/L)3 |
| 0.6mol/L?0.6mol/L |
③将A容器中二氧化碳和氢气转化为甲醇和水时，与B容器中物质的量完全相同，为等效平衡，故达到平衡时，与B容器完全相同，放出热量为49kJ/mol-19.6kJ=29.4KJ，故答案为29.4KJ；
④a．升高温度反应向逆反应方向移动，故错误；b．减小生成物浓度向正反应方向移动，故b正确；c．使用催化剂平衡不移动，故c错误；d．缩小体积，压强增大，向计量数减小的方向移动，故d正确；
故答案为：bd；
（3）①根据装置可以知道d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，b口通入的物质为甲醇，故答案为：CH3OH；
②d处生成大量的水，所以c电极是通入的氧气，为正极，发生电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；
点评：本题是一道考查学生有关电化学和热化学知识的综合题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．
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