Question

19．人類活動(dòng)產(chǎn)生的CO₂長(zhǎng)期積累，威脅到生態(tài)環(huán)境，其減排問(wèn)題受到全世界關(guān)注．
（1）工業(yè)上常用高濃度的K₂CO₃溶液吸收CO₂，得溶液X，再利用電解法使K₂CO₃溶液再生，其裝置示意圖如圖1所示：
在陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑和H⁺+HCO₃^-═H₂O+CO₂↑
（2）再生裝置中產(chǎn)生的CO₂和H₂在一定條件下反應(yīng)生成甲醇等產(chǎn)物，工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇．
已知：25℃，101KPa下：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-242kJ/mol
CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol
①寫出CO₂和H₂生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50 kJ/mol．
②下面表示合成甲醇的反應(yīng)的能量變化示意圖，其中正確的是（填字母序號(hào)）a．

（3）微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置．已知某種甲醇微生物燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，如圖2所示：
①該電池外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)閺腁到B（填寫“從A到B”或“從B到A”）．
②A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣；
（2）①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算；
②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，物質(zhì)越穩(wěn)定，其能量越�。�
（3）①電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；
②A電極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣和水，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，
故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-242kJ/mol①
CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol②
將方程式3①-②得CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=3×（-242kJ/mol）-（-676kJ/mol）=-50 kJ/mol，
故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50 kJ/mol；
②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，物質(zhì)越穩(wěn)定，其能量越小，所以液態(tài)物質(zhì)的能量小于氣態(tài)物質(zhì)，則符合條件的圖象是a，
故選a；
（3）①該燃料電池中，甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A是負(fù)極，B是正極，電子從負(fù)極A流向正極B，故答案為：從A到B；
②A電極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成氫離子和二氧化碳，電極反應(yīng)式為：CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂↑，故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及原電池原理、蓋斯定律、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)燃料電池中正負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)、蓋斯定律的內(nèi)涵、電解池中離子放電順序來(lái)分析解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，難度中等．