题目内容
人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注．
（1）工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下：
①在阳极区发生的反应包括 和H++HCO3-═H2O+CO2↑．
②简述CO32-在阴极区再生的原理 ．
（2）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇．
已知：25℃，101KPa下：
H2（g）+
O2（g）═H2O（g）△H1=-242kJ/mol
CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2=-676kJ/mol
①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 ．
②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是 （填字母序号）．
（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置．已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：
①该电池外电路电子的流动方向为 （填写“从A到B”或“从B到A”）．
②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将 （填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）．
③A电极附近甲醇发生的电极反应式为 ．
（1）工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下：
①在阳极区发生的反应包括
②简述CO32-在阴极区再生的原理
（2）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇．
已知：25℃，101KPa下：
H2（g）+
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CH3OH（g）+
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①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式
②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是
（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置．已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：
①该电池外电路电子的流动方向为
②工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将
③A电极附近甲醇发生的电极反应式为
考点：电解原理,反应热和焓变,热化学方程式
专题：电化学专题
分析：（1）①装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气；
②阴极H+放电OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，CO32-再生；
（2）①阳极热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
②依据写出的热化学方程式是放热反应，反应物能量高于生成物，生成的气体甲醇和水蒸气，甲醇和水蒸气变化为液体放热，结合图象分析判断；
（3）①原电池原理分析，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，电子从负极氧外电路流向正极；
②B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水，氢离子通过交换膜移向正极，溶液PH不变；
③A电极是原电池负极失电子发生氧化反应，在酸溶液中生成二氧化碳．
②阴极H+放电OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，CO32-再生；
（2）①阳极热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
②依据写出的热化学方程式是放热反应，反应物能量高于生成物，生成的气体甲醇和水蒸气，甲醇和水蒸气变化为液体放热，结合图象分析判断；
（3）①原电池原理分析，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，电子从负极氧外电路流向正极；
②B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水，氢离子通过交换膜移向正极，溶液PH不变；
③A电极是原电池负极失电子发生氧化反应，在酸溶液中生成二氧化碳．
解答：
解：（1）①装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：4OH--4e-═2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；
②在阴极区，溶液中H+放电，破坏水的电离平衡，OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，所以CO32-再生，
故答案为：在阴极区，溶液中H+放电，OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，所以CO32-再生；
（2）①a、H2（g）+
O2（g）═H2O（g）△H1=-242kJ/mol
b、CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2=-676kJ/mol
阳极盖斯定律a×3-b得到CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol；
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol；反应是放热反应，反应物能量高于生成物，生成的气态检出和水变化为液体会放出热量，分析图象可知a符合；
故答案为：a；
（3）①原电池原理分析，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，电子从负极氧外电路流向正极，即A到B；
故答案为：从A到B；
②B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水，氢离子通过交换膜移向正极，溶液PH不变，故答案为：不变：
③A电极是原电池负极失电子发生氧化反应，在酸溶液中生成二氧化碳，电极反应依据氢离子进行电荷配平得到，CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑，
故答案为：CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑．
故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；
②在阴极区，溶液中H+放电，破坏水的电离平衡，OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，所以CO32-再生，
故答案为：在阴极区，溶液中H+放电，OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，所以CO32-再生；
（2）①a、H2（g）+
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b、CH3OH（g）+
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阳极盖斯定律a×3-b得到CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol；
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol；反应是放热反应，反应物能量高于生成物，生成的气态检出和水变化为液体会放出热量，分析图象可知a符合；
故答案为：a；
（3）①原电池原理分析，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，电子从负极氧外电路流向正极，即A到B；
故答案为：从A到B；
②B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水，氢离子通过交换膜移向正极，溶液PH不变，故答案为：不变：
③A电极是原电池负极失电子发生氧化反应，在酸溶液中生成二氧化碳，电极反应依据氢离子进行电荷配平得到，CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑，
故答案为：CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑．
点评：本题考查了热化学方程式书写，推断出和电解池原理的分析应用，电极名称和电极反应是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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