碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．(1)用CO2和H2合成CH3OH具有重要意义.既可以解决环境问题.还可解决能源危机．已知:CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.5kJ?mol-12H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-565.6kJ?mol-1.请写出工业上用CO2和H2合成CH3OH(l)� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．
（1）用CO₂和H₂合成CH₃OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．
已知：CH₃OH（l）+

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-565.6kJ?mol^-1，
请写出工业上用CO₂和H₂合成CH₃OH（l）的热化学方程式：

；
（2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH₃OH（g），电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2-．则在该熔融电解质中，O^2-向

（填“正”或“负”）极移动，电池负极电极反应为：

；

（3）如图是一个电化学装置示意图．用CH₃OH-空气燃料电池做此装置的电源．如果A是铂电极，B是石墨电极，C是CuSO₄ 溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为

；
（4）常温下0.01mol?L^-1 的氨水中=1×10^-6，则该溶液的pH为

，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为

；将 pH=4的盐酸溶液V₁ L与 0.01mol?L^-1 氨水V₂ L混合，若混合溶液pH=7，则V₁ 和V₂ 的关系为：V₁

V₂ （填“＞”、“＜”或“=”）．

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：化学反应中的能量变化,电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）利用盖斯定律计算反应热，并书写热化学方程式；
（2）乙醇燃料电池负极发生氧化反应，电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，注意电解质离子的种类；
（3）用CH₃OH-空气燃料电池做此装置的电源．电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电；根据原子守恒计算氧气的体积；
（4）根据K_W计算出氢离子浓度，再计算pH；一水合氨中c（NH₄⁺）=c（OH^-）；根据盐酸和氨水浓度确定二者体积关系．

解答： 解：（1）①CH₃OH（l）+

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.5kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-565.6kJ?mol^-1，
根据盖斯定律，②×

-①得：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l）
所以△H=

×（-565.6KJ/mol）-（-725.5kJ/mol）=-122.9KJ/mol，
故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-122.9KJ/mol；
（2）电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，甲醇燃料电池负极发生氧化反应，电极负极发生的反应是CH₃OH-6e^-+3O^2-=CO₂+2H₂O，
故答案为：负；CH₃OH-6e^-+3O^2-=CO₂+2H₂O；
（3）用CH₃OH-空气燃料电池做此装置的电源，电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电而析出铜，阳极上电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则阳极上析出氧气的质量等于氧化铜中氧原子的质量，根据原子守恒知，氧气的体积=

80g/mol

×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12L；
（4）因

c(H+)

c(OH-)

=10^-6，Kw=c（H⁺）?c（OH^-）=10^-14，解得c（H⁺）=10^-10，c（OH^-）=10^-4，pH=-lgc（H⁺）=10，一水合氨电离方程式为：NH₃．H₂O=NH₄⁺+OH^-
故阳离子浓度为c（NH₄⁺）=c（OH^-）=10^-4；pH=4盐酸浓度为10^-4，而一水合氨浓度为0.01，故两者混合呈中性，则消耗一水合氨体积要远小于盐酸体积，
故答案为：10，10^-4 mol?L^-1；＞．

点评：本题考查了用盖斯定律计算反应热、电化学原理、pH计算、弱电解质的电离等知识，难度中等，在电化学计算中要巧用守恒法解题．

练习册系列答案

A、Na⁺、K⁺、SO₄^2-、HCO₃^-

B、NH₄⁺、Na⁺、NO₃^-、Cl^-

C、Fe²⁺、K⁺、OH^-、Cl^-

D、K⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、CO₃^2-

醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料，醋酸钠、醋酸铵是其常见的盐，已知醋酸铵溶液呈中性．请回答：
（1）常温下，向 1L 0.1mol/L的醋酸溶液中加入0.1mol醋酸钠固体，则醋酸的电离平衡向

（填“增大”、“减小”或“不变”）．此时测得溶液pH＜7，则溶液中各离子浓度的大小顺序是

；
（2）下列说法中，正确的是

（填字母）；
a．CH₃COOH 溶液加水稀释后，溶液中

c(CH3COOH)

c(CH3COO-)c(H+)

的值减小
b．NaCl 溶液和CH₃COONH₄溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同
c．升高温度可以促进醋酸电离，也能够促进醋酸钠水解
（3）常温下a mol/L CH₃COOH稀溶液和b mol/L KOH稀溶液等体积混合，下列判断一定错误的是

．
a．若c（OH^-）＞c（H⁺），a=b
b．若c（K⁺）＞c（CH₃COO^-），a＞b
c．若c（OH^-）=c（H⁺），a＞b
d．若c（K⁺）＜c（CH₃COO^-），a＜b．

尿素的生产通常是在高温高压的条件下，经历两步反应实现：

	化学方程式	焓变 △H/kJ?mol^-1	活化能E/kJ?mol^-1
甲铵生成	2NH₃（1）+CO₂（1）?NH₄COONH₂（1）	-100.5	101.2
甲铵脱水	NH₄COONH₂（1）?（NH₂）₂CO（1）+H₂O（1）	+27.6	189.1