题目内容
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）△H1，CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3．则2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）的反应热△H= （用△H1、△H2、△H3表示）．
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H4．一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a．则△H4 0，P1 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电解池中，阳极材料是 ；阴极材料是 ；阳极泥为： ．
（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1，CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3．则2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）的反应热△H=
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H4．一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a．则△H4
（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
（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电解池中，阳极材料是
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,铜的电解精炼,化学电源新型电池,转化率随温度、压强的变化曲线
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）运用盖斯定律解答，注意分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过加减求得．
（2）从CO转化率随温度的变化趋势分析第一问；在200℃时，看不同压强下CO的转化率大小，结合化学方程式中反应前后气体的体积变化解答；
（3）该燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O，工作一段时间后，c（OH-）减小，PH减小，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应式减去正极反应式得该反应的负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）根据电镀原理分析，电镀时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含有铜离子的盐溶液，阳极上发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应．根据粗铜中还原性的大小顺序分析阳极泥的成分．
（2）从CO转化率随温度的变化趋势分析第一问；在200℃时，看不同压强下CO的转化率大小，结合化学方程式中反应前后气体的体积变化解答；
（3）该燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O，工作一段时间后，c（OH-）减小，PH减小，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应式减去正极反应式得该反应的负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）根据电镀原理分析，电镀时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含有铜离子的盐溶液，阳极上发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应．根据粗铜中还原性的大小顺序分析阳极泥的成分．
解答：
解：（1）①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3
据盖斯定律，①-②得：④CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2
再④×2+③得：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=2△H1-2△H2+△H3
故答案为：2△H1-2△H2+△H3；
（2）①从图a可见，CH4转化率随温度的升高而增大，说明升温时平衡正向移动，△H＞0；
在图a的200℃位置，平行与纵轴画一条虚线，可见CH4的转化率P1＞P2，在CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）反应中，生成物的气体体积大于反应物，压强增大时平衡向逆向移动，故P1＜P2
故答案为：＞；＜；
（3）该燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O，工作一段时间后，c（OH-）减小，PH减小，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应式减去正极反应式得该反应的负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
故答案为：减小；CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）根据电镀原理分析，电镀时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含有铜离子的盐溶液，阳极上发生氧化反应，根据粗铜中还原性：Fe＞Cu＞Ag＞Au，Fe、Cu在阳极放电，阳极泥的成分为Ag、Au，
故答案为：粗铜；精铜；Ag、Au．
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3
据盖斯定律，①-②得：④CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2
再④×2+③得：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=2△H1-2△H2+△H3
故答案为：2△H1-2△H2+△H3；
（2）①从图a可见，CH4转化率随温度的升高而增大，说明升温时平衡正向移动，△H＞0；
在图a的200℃位置，平行与纵轴画一条虚线，可见CH4的转化率P1＞P2，在CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）反应中，生成物的气体体积大于反应物，压强增大时平衡向逆向移动，故P1＜P2
故答案为：＞；＜；
（3）该燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O，工作一段时间后，c（OH-）减小，PH减小，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应式减去正极反应式得该反应的负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
故答案为：减小；CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）根据电镀原理分析，电镀时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含有铜离子的盐溶液，阳极上发生氧化反应，根据粗铜中还原性：Fe＞Cu＞Ag＞Au，Fe、Cu在阳极放电，阳极泥的成分为Ag、Au，
故答案为：粗铜；精铜；Ag、Au．
点评：本题考查盖斯定律、电解原理，侧重于图象分析以及化学反应原理的应用，为高考必考的考点，难度中等，学习中务必加强化学反应原理的学习、研究、反思，直至熟练应用，洞若观火．
练习册系列答案
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| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| A、-260.4 kJ?mol-1 |
| B、-441.8 kJ?mol-1 |
| C、260.4 kJ?mol-1 |
| D、441.8 kJ?mol-1 |
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