题目

甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。 ⑴工业生产甲醇的常用方法是：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H＝－90.8 kJ/mol。 已知：2H2(g)+ O2(g)= 2H2O (l)         △H＝－571.6 kJ/mol H2(g) +O2(g) = H2O(g)        △H＝－241.8 kJ/mol ①H2的燃烧热为         kJ/mol。 ②CH3OH(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g)的反应热△H＝           。 ③若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有       。（填字母） A．CO百分含量保持不变 B．容器中H2浓度与CO浓度相等 C．容器中混合气体的密度保持不变 D．CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等 ⑵工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种： ①甲醇蒸汽重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)，此反应能自发进行的原因是                   ②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2—ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH)＝0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为                               在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)＝                     ⑶在稀硫酸介质中，甲醇燃料电池负极发生的电极反应式为              答案：【答案】⑴①285.8      ②－392.8 kJ/mol    ③AD ⑵①该反应是一个熵增的反应 （△S＞0） ②2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O     0.5 ⑶CH3OH－6e－+H2O=CO2↑+6H+ 【解析】(1)①燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以由方程式2H2(g)+ O2(g)= 2H2O (l) △H＝－571.6 kJ/mol 可得H2的燃烧热为285.8 kJ/mol； ②由方程式：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H＝－90.8 kJ/mol。 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O (l) △H＝－571.6 kJ/mol 根据盖斯定律可得：CH3OH(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g) △H＝－392.8 kJ/mol ③判断该反应达到平衡状态的本质是：正反应速率=逆反应速率；混合物中各组分的浓度不变。所以A、D正确，容器中H2浓度与CO浓度相等不一定达到平衡，B错；C错，该反应是等体积反应，无论反应是否达到平衡密度始终保持不变，不一定是达到平衡状态。 ⑵①CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反应方向为吸热反应，该反应能自发进行的原因是该反应是一个熵增的反应 （△S＞0）； ②当n(O2)/n(CH3OH)＝0.25时，由图曲线分析可知主要是生成HCHO的反应，其反应的方程式为：2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O；在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)＝0.5 （3）关于燃料电池的电极反应方程式的写法原则：首先写燃料电池的总反应方程式，其反应的总反应方程式与燃料直接燃烧的方程式相同；第二步，再写正极电极反应，因为正极均为氧气得电子，在酸性溶液中其电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；第三步，将总反应方程式减去正极反应式得到负极电极反应式。

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