题目内容
生物质能是一种洁净、可再生能源．生物质气（主要成分为 CO、CO2、H2 等）与H2混合，催化合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质等，是生物质能利用的方法之一．
（1）已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表：
反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），该反应的△H 0（选填：“＞”、“＜”、“=”）；在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK）= ．
（2）甲醇是一种重要的能源和化工原料，工业上合成甲醇的反应为：CO+2H2?CH3OH．现已知：H2（g）、CO（g）、CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol．则：CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学反应方程式 ．
（3）在一定温度、压强和催化条件下，工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物．则该反应的化学反应方程式为： ．
（4）下图左为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．a电极上发生反应的电极反应式为 ．
（5）连接下图右装置的电源为（4）问中的二甲醚燃料电池．接通电源一段时间后，观察到装置中电解质溶液颜色由无色变为蓝色，并逐渐加深．则该装置中的Cu电极应与二甲醚燃料电池中 电极（填a或b）相连．通电时发生反应的总的离子反应方程式为： ．
（1）已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表：
| 气化反应式 | 1gK | ||
| 700K | 900K | 1200K | |
| C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g） | -2.64 | -0.39 | 1.58 |
| C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g） | -1.67 | -0.03 | 1.44 |
（2）甲醇是一种重要的能源和化工原料，工业上合成甲醇的反应为：CO+2H2?CH3OH．现已知：H2（g）、CO（g）、CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol．则：CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学反应方程式
（3）在一定温度、压强和催化条件下，工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物．则该反应的化学反应方程式为：
（4）下图左为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．a电极上发生反应的电极反应式为
（5）连接下图右装置的电源为（4）问中的二甲醚燃料电池．接通电源一段时间后，观察到装置中电解质溶液颜色由无色变为蓝色，并逐渐加深．则该装置中的Cu电极应与二甲醚燃料电池中
考点：反应热和焓变,化学电源新型电池
专题：化学反应中的能量变化,电化学专题
分析：（1）从表中数据看，随温度的升高，平衡常数的对数值增大，平衡常数也增大，然后利用盖斯定律解题；
（2）根据CO和CH3OH的燃烧热先书写热方程式，再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；
（3）工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物，该无机物可能为二氧化碳或水，结合质量守恒书写化学方程式；
（4）a电极为燃料电池的负极，发生氧化反应；
（5）电解质溶液颜色由无色变为蓝色，可说明铜被氧化，则铜为电解池的阳极，以此解答．
（2）根据CO和CH3OH的燃烧热先书写热方程式，再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；
（3）工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物，该无机物可能为二氧化碳或水，结合质量守恒书写化学方程式；
（4）a电极为燃料电池的负极，发生氧化反应；
（5）电解质溶液颜色由无色变为蓝色，可说明铜被氧化，则铜为电解池的阳极，以此解答．
解答：
解：（1）表中 C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）减去C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g） 可得方程式CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），
相应地第2个方程式的平衡常数除以第1个方程式的平衡常数得该反应的平衡常数，则平衡常数的对数应为：
700K时：-1.67-（-2.64）=0.97，
900K时：-0.03-（-0.39）=0.36，
可知随温度的升高，平衡常数的对数值减小，平衡常数也减小，说明升高温度平衡逆向移动，则为放热反应，则△H＜0，
故答案为：＜； 0.36；
（2）已知CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1，则
①CO（g）+
O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1
②CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-726.5kJ?mol-1
由盖斯定律可知用②-①得反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l），该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol-1-（-283.0kJ?mol-1）=-443.5kJ?mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）；△H=-443.5KJ/mol；
（3）工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物，该无机物可能为二氧化碳或水，
该反应的化学方程式为：3CO+3H2=（CH3）2O+CO2或者2CO+4H2=（CH3）2O+H2O，
故答案为：3CO+3H2=（CH3）2O+CO2或者2CO+4H2=（CH3）2O+H2O；
（4）反应本质是二甲醚的燃烧，原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，正极反应还原反应，氧气在正极放电．由图可知，a极为负极，二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子，a电极的电极反应式为 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+，
故答案为：（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
（5）电解质溶液颜色由无色变为蓝色，可说明铜被氧化，则铜为电解池的阳极，应连接电源的正极，即b极，而阴极生成氢气，则通电时发生反应的总的离子反应方程式为Cu+2H+
=Cu2++H2↑，
故答案为：b； Cu+2H+
=Cu2++H2↑．
相应地第2个方程式的平衡常数除以第1个方程式的平衡常数得该反应的平衡常数，则平衡常数的对数应为：
700K时：-1.67-（-2.64）=0.97，
900K时：-0.03-（-0.39）=0.36，
可知随温度的升高，平衡常数的对数值减小，平衡常数也减小，说明升高温度平衡逆向移动，则为放热反应，则△H＜0，
故答案为：＜； 0.36；
（2）已知CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1，则
①CO（g）+
| 1 |
| 2 |
②CH3OH（l）+
| 3 |
| 2 |
由盖斯定律可知用②-①得反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l），该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol-1-（-283.0kJ?mol-1）=-443.5kJ?mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）；△H=-443.5KJ/mol；
（3）工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物，该无机物可能为二氧化碳或水，
该反应的化学方程式为：3CO+3H2=（CH3）2O+CO2或者2CO+4H2=（CH3）2O+H2O，
故答案为：3CO+3H2=（CH3）2O+CO2或者2CO+4H2=（CH3）2O+H2O；
（4）反应本质是二甲醚的燃烧，原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，正极反应还原反应，氧气在正极放电．由图可知，a极为负极，二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子，a电极的电极反应式为 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+，
故答案为：（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
（5）电解质溶液颜色由无色变为蓝色，可说明铜被氧化，则铜为电解池的阳极，应连接电源的正极，即b极，而阴极生成氢气，则通电时发生反应的总的离子反应方程式为Cu+2H+
| ||
故答案为：b； Cu+2H+
| ||
点评：本题综合性较大，涉及反应热、化学平衡、原电池等，难度中等，（4）中电极反应式书写是易错点，可以先写出正极电极反应式，利用总反应式减正极反应式即为负极反应式．
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天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案
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下列离子方程式正确的是（ ）
| A、MgSO4溶液中加入Ba（OH）2溶液：Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
| B、FeCl3溶液中加入Cu粉：2Fe3++3Cu=2Fe+3Cu2+ |
| C、酸性碘化钾溶液中滴加双氧水：2I-+2H++H2O2=I2+2H2O |
| D、氯化铝溶液中滴加氨水：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O |
下列实验或方案正确的是（ ）
| A、在漂白粉中滴入70%的硫酸，立即产生黄绿色气体，说明硫酸具有还原性 |
| B、久置的酚酞试液有白色沉淀（未变质），加入少量酒精，沉淀消失，再将该溶液滴入NaOH溶液，变红，说明酚酞易溶于酒精 |
| C、在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制Cu（OH）2浊液并加热，无红色沉淀，说明淀粉未水解 |
| D、检验蔗糖水解产物具有还原性：在蔗糖水解后的溶液中先加入适量稀NaOH溶液中和，再加入新制的银氨溶液并水浴加热 |
下列离子方程式书写正确的是（ ）
| A、NaHS水解反应：HS-+H2O?H3O++S2- | ||
| B、明矾加入在水中起净化作用的原因：Al3++3H2O?Al（OH）3（胶体）+3H+ | ||
C、氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba2++SO
| ||
| D、碳酸氢钠溶液中加入过量Ba（OH）2溶液：2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO32-+2H2O |
对于达到平衡的化学反应：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）（正反应为吸热反应），下列叙述正确的是（ ）
| A、升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 |
| B、加入水蒸气使容器压强增大，平衡向逆反应方向移动 |
| C、加入固体碳，平衡向正反应反应方向移动 |
| D、扩大容器的容积，平衡向正反应方向移动 |