题目内容

11.(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O (g)△H=Q1kJ•mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ•mol-1
②H2O(g)=H2O(l)△H=Q3kJ•mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ•mol-1.
(2)以氢氧燃料电池为电源,用电解法制备Cu2O装置如图所示:
①A的化学式为O2.
②燃料电池中,OH-的移动方向为由左向右(填“由左向右”或“由右向左”);电解池中,阳极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O.
③电解一段时间后,欲使阴极室溶液恢复原来组成,应向其中补充一定量的H2O(填化学式).
④制备过程中,可循环利用的物质为H2(填化学式)

分析 ((1)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O (g)△H=Q1kJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=Q3kJ•mol-1,依据盖斯定律①×2+②×3+③×2计算得到;
(2)①电解池中铜为阳极,A为原电池的正极;
②原电池中,阴离子向负极移动;电解池的阳极是铜电极被氧化,可根据阳极周围的碱性环境及电解产物来书写电极反应式;
③电解池中发生的总反应式为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu20+H2↑,根据电解什么补什么的原则,可知需要补充的物质;
④燃料电池消耗的是氧气和氢气,电解池内溶解铜,同时得到氢气,可知可循环利用的物质为氢气;

解答 解:(1)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O (g)△H=Q1kJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=Q3kJ•mol-1,依据盖斯定律①×2+②×3+③×2得到:
表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=(2Q1+3Q2+2Q3) kJ•mol-1;
(2)①燃料电池通氧气的极为正极,连接电解池阳极(铜电极)的极为正确,可知气体A为氧气,故答案为:O2;
②原电池内阴离子向负极移动,故燃料电池内OH-的移动方向为从左向右,电解池阳极是铜被氧化,电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,故答案为:由左向右;2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O;
③电解池内发生的总反应式为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu20+H2↑,可知需要补充的物质是水,故答案为:H2O;
④电解池阴极得到的氢气可补充燃料电池消耗的氢气,可见可循环的物质为氢气,故答案为:H2.

点评 本题考查盖斯定律、电化学理论,题目难度中等,明确反应过程是解题的关键,计算题采取拆分法解答,简化计算过程,注意在学习中归纳总结.

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