Question

（1）已知在常溫常壓下：

  ① 2CH3OH(l)+3O2(g)   2CO2(g)+4H2O(g)  △H= -1275.6 kJ·mol－1

  ② H2O(l)     H2O(g)                     △H= + 44.0 kJ.mol－1

     寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式                                。

（2）甲醇是一種重要的化工原料，又是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景。

方法一	CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)
方法二	CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)

工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：

     

            方法一                                       方法二

①方法一：該反應的△S       0（填“＞”或“＜”）。圖中曲線a到曲線b的措施是           

                ，恒溫恒容時，下列說法能說明反應到達平衡狀態(tài)的是             。

A.體系的平均摩爾質(zhì)量不再改變                B. V(CO)= V(CH3OH)

C. H2的轉(zhuǎn)化率達到了最大限度                 D. △H不再改變

②方法二：將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1:3充入體積為2.0L的恒容密閉容器中反應，如圖兩條曲線分別表示壓強為0.1 MPa和5.0 MPa下CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系，其中a點的平衡常數(shù)表達式為：              ；a，b兩點化學反應速率別用Va、Vb表示，則Va        Vb（填“大于”、“小于”或“等于”）。 已知原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比，則方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的

             倍(保留兩位小數(shù)).

甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染，有一種電化學法可消除這種污染，其原理是通電后將Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。寫出除去甲醇的離子方程式                                         。 

Answer 1

【知識點】燃燒熱、蓋斯定律、化學平衡的綜合應用

【答案解析】（1）CH3OH(l)十O2(g)   CO2(g)+2H2O(l)  △H= －725.8kJ·mol－1      （2分）

  （2）①＜（1分）  加入催化劑  （2分）  AC（2分）

②  （2分）  大于（2分）1.56  （2分）

（3）　6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋（2分）

 解析：(1)燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量，書寫熱化學方程式時，注意可燃物前面的計量數(shù)為1；運用蓋斯定律，①/2-2×②得：

          CH3OH(l)十O2(g)   CO2(g)+2H2O(l)  △H= －725.8kJ·mol－1

方法一：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)，這是個熵減的反應，△S<0；圖中曲線a到曲線b的變化是降低了反應所需的最高能量，改變的條件是催化劑；恒溫、恒容時：A、反應是非等體反應，體系的平均摩爾質(zhì)量不改變，可以作為平衡的判據(jù)，故A正確；B、不能表明正逆反應速率相等，故B錯誤；C、H2的轉(zhuǎn)化率達到了最大限度，說明平衡不再移動，故C正確；D、反應熱只與溫度有關(guān)，故D錯誤。

②方法二：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)，平衡常數(shù)表達式為；增大壓強，平衡正向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，則A表示的壓強大，等溫條件下，壓強越大，反應速率加快，故Va大于Vb；原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比，方法一的原子利用率=100%，方法二的原子利用率=32/(32+18)=64%，

則方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的100/64=1.56

(3)要消除甲醇的污染，Co3＋做氧化劑把甲醇氧化成CO2，氧化還原反應：

      6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋

【思路點撥】本題主要考察燃燒熱的熱化學方程式的書寫，有關(guān)化學平衡的綜合應用是高考的重點，學會分析圖像，用“定一議二”的方法。平衡判斷問題需要細心，注意方法的歸納及反應的特點。難度不是太大。