Question

甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
（1）一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂(g) +3H₂(g) ＝CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁
2CO (g) +O₂(g) ＝2CO₂(g)  △H₂
2H₂(g)+O₂(g) ＝2H₂O(g)   △H₃
則　CO(g) + 2H₂(g) CH₃OH(g)　的△H＝               。
（2）在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ，其他條件不變，在300℃和500℃時(shí)，物質(zhì)的量n(CH₃OH) 與反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的△H    0 （填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．縮小容器體積

B．降低溫度

C．升高溫度

D．使用合適的催化劑

E．將甲醇從混合體系中分離出來(lái)
（4）CH₄和H₂O在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH₄+H₂OCO+3H₂，T℃時(shí)，向1 L密閉容器中投入1 mol CH₄和1 mol H₂O(g)，5小時(shí)后測(cè)得反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CH₄的轉(zhuǎn)化率為50% ，計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)     （結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）。
（5）以甲醇為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的 傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問(wèn)題：

①B極的電極反應(yīng)式為                     。
②若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mole^- 時(shí)，實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大，可能原因是                     。
（6）25℃時(shí)，草酸鈣的Ksp=4.0×10^-8,碳酸鈣的Ksp=2.5×10^-9。向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4 mol·L^-1的草酸鉀溶液20ml，能否產(chǎn)生沉淀       （填“能”或“否”）。

Answer 1

（1）△H₁+△H₂ －△H₃ （2）＜ （3）ABE （4）6.75 
（5）①CH₃OH + 3O^2- -6e^-= CO₂+ 2H₂O；②甲醇不完全被氧化，生成C或CO 或 電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100% 其它合理答案都可以   （6）否

解析試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算：總反應(yīng)為①+②－③，總反應(yīng)的△H同樣變化。
（2）從300℃到500℃，n(CH₃OH)減小，說(shuō)明升溫化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)的△H＜0。
（3）反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施加壓縮小容器體積；降低溫度；將甲醇從混合體系中分離出來(lái)等方法使反應(yīng)平衡正向移動(dòng)。
（4）反應(yīng)的平衡常數(shù)按三步法計(jì)算(1L容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量就是它的濃度)：
CH₄ + H₂OCO + 3H₂
始： 1    1         0    0
變：0.5   0.5       0.5  1.5
平：0.5   0.5       0.5  1.5
K===6.75。
（5）①B極是CH₃OH進(jìn)入的負(fù)極，與電解質(zhì)過(guò)來(lái)的O^2-反應(yīng)，失去電子生成CO₂和H₂O。②實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大的原因分析：從反應(yīng)限度來(lái)看，甲醇沒(méi)有參加全部反應(yīng)；從轉(zhuǎn)化程度來(lái)看，甲醇將碳元素可以變化為0、+2、+4價(jià)，其中生成單質(zhì)碳和CO時(shí)轉(zhuǎn)移的電子少；從能量轉(zhuǎn)化來(lái)看，化學(xué)能除了變?yōu)殡娔埽�還產(chǎn)生了熱能。
（6）碳酸鈣的飽和溶液中c(Ca²⁺)=c(CO₃^2-)= mol·L^-1=5×10^-5 mol·L^-1，稀釋1倍減半；若溶液加入草酸鉀不反應(yīng)，最大c(C₂O₄^2-)=4.0×10^-4 mol·L^-1，這時(shí)c(Ca²⁺)·c(C₂O₄^2-)=4.0×10^-4×2.5×10^-5=1.0×10^-8＜4.0×10^-8，不會(huì)有沉淀。
考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)原理綜合。化學(xué)反應(yīng)熱、反應(yīng)的轉(zhuǎn)化特征及平衡常數(shù)計(jì)算、難溶物沉淀可能性的計(jì)算。