能源短缺是人類社會面臨的重大問題.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景.
(1)工業(yè)上合成甲醇的反應原理為:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H,
下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K).
溫度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H
<
<
0 (填“>”、“=”或“<”).
②在300℃時,將2mol CO、3mol H
2和2mol CH
3OH充入容積為1L的密閉容器中,此時反應將
A
A
.
A.向正方向移動 B.向逆方向移動 C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷
(2)已知在常溫常壓下:
①2CH
3OH(l)+3O
2(g)=2CO
2(g)+4H
2O(l)△H=-1451.6kJ?mol
-1②2CO (g)+O
2(g)=2CO
2(g)△H=-566.0kJ?mol
-1寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ?mol-1
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ?mol-1
.
(3)以甲醇、氧氣為原料,KOH溶液作為電解質構成燃料電池總反應為:2CH
3OH+3O
2+4OH
-=2CO
32-+6H
2O,則負極的電極反應式為
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
,隨著反應的不斷進行溶液的pH
減小
減小
(填“增大”“減小”或“不變”).
(4)如果以該燃料電池為電源,石墨作兩極電解飽和食鹽水,則該電解過程中陽極的電極反應式為
2Cl--2e-=Cl2↑
2Cl--2e-=Cl2↑
一段時間后NaCl溶液的體積為1L,溶液的pH為12(25℃下測定),則理論上消耗氧氣的體積為
56
56
mL(標況下).