题目内容
【题目】CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。
（1）已知CH3OH(g)＋1/2O2(g)
CO2(g)＋2H2(g)能量变化如图，下列说法正确的是______
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1:2
C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化
D．1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂，则反应达最大限度
（2）某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.2mol·L－1，4min内平均反应速度v(H2)＝ ，则CH3OH的转化率为 。
（3）CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。则下列说法正确的是 。
A．电池放电时通入空气的电极为负极
B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH－6e－==CO2↑＋2H2O
C．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱
D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2 mol电子
（4）写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为_____________________。
【答案】（1）C D（2）0.8mol/L.min 64%（3）CD（4）负:C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+
【解析】
试题分析：（1）由图像可知，A．反应物的总能量高于生成物的总能量，则CH3OH转变成H2的过程是一个放出能量的过程，A项错误；B．速率之比等于化学计量数之比，H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为2:1，B项错误；C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化，C项正确；D．1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂，说明V (正)=V（逆）,反应达到平衡，即反应达最大限度，D项正确；选CD。
（2）将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.2mol·L－1，说明氧气反应掉2-0.2×2=1.6mol，根据浓度的变化量等于化学计量数之比，氢气生成6.4mol，则4min内平均反应速度v(H2)＝6.4mol÷(2L×4min)= 0.8mol/L.min，根据上述分析，反应掉甲醇3.2mol,则CH3OH的转化率为3.2÷5×100%= 64%。
（3）甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，A．电池放电时，氧气得电子，则通入空气的电极为正极，错误；B．电池放电时，甲醇失电子作负极，生成的CO2 与KOH溶液反应生成碳酸钾， 则负极的电极反应式为CH3OH－6e－+8OH－==CO32-＋6H2O，错误；C．电池放电时，生成的CO2 与KOH溶液反应生成碳酸钾，电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确；D．6.4g甲醇的物质的量为0.2mol，根据CH3OH－6e－+8OH－==CO32-＋6H2O，电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2 mol电子，正确；选CD。
（4）甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为：C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+。
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