Question

甲醇（CH₃OH）是基本有機(jī)原料之一，是制造農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料、合成纖維及其他產(chǎn)品如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等的原料．
（1）甲醇可以利用焦?fàn)t氣制取，其主要反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

，升高反應(yīng)溫度時，生成甲醇的速率將

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）甲醇是重要的燃料，可摻入汽油作替代燃料使用，已知在常溫常壓下，1g CH₃OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時放熱22.68kJ，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）甲醇可以作為燃料電池的燃料，某同學(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①表示甲池的總反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時間后，乙池中A極的質(zhì)量變化了6.48g，則甲池中理論上消耗O₂

 

mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），此時乙池中溶液體積為600mL，則溶液的pH為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義書寫平衡常數(shù)的表達(dá)式，升高溫度，反應(yīng)速率增大；
（2）n（CH₃OH）=

1

32

mol，結(jié)合方程式2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）計(jì)算反應(yīng)熱；
（3）甲池為甲醇堿性燃料電池，甲醇在堿性條件下和氧氣反應(yīng)生成碳酸鉀和水；乙池為電解池裝置，A連接原電池的負(fù)極，為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電極方程式計(jì)算．

解答： 解：（1）平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積，由方程式可知平衡常數(shù)為K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

，升高溫度，反應(yīng)速率增大，
故答案為：K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

；增大；
（2）n（CH₃OH）=

1

32

mol，生成CO₂和液態(tài)H₂O時放熱22.68kJ，則2molCH₃OH燃燒放出的熱量為2×22.68kJ×32=1451.52kJ，
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1451.52kJ/mol；
（3）①甲池為甲醇堿性燃料電池，甲醇在堿性條件下和氧氣反應(yīng)生成碳酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH₃OH+3O₂+4NaOH=2Na₂CO₃+6H₂O，
則甲池的總離子方程式為2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-6H₂O，
故答案為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-6H₂O；
②A連接原電池的負(fù)極，為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

6.48g

108g/mol

=0.06mol，則轉(zhuǎn)移0.06mol電子，
甲池中正極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，由電極方程式可知n（O₂）=0.015mol，V（O₂）=0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL，
乙池電解硝酸銀溶液，總反應(yīng)式為2H₂O+4AgNO₃

電解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，可知生成生成0.06molAg，生成0.06molHNO₃ ，
電解后c（H⁺）=

0.06mol

0.6L

=0.1mol/L，pH=1，
故答案為：336；1．

點(diǎn)評：本題以甲醇為燃料綜合考查了燃料電池以及化學(xué)平衡問題，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，難度不大，注意正負(fù)極上電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，即使燃料和氧化劑相同，如果電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式也不同．