Question

8．甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料，在工業(yè)上常用
CO和H₂合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）．
已知：①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283kJ•mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ•mol
③CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-192.2kJ•mol，
（1）計算CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）的反應熱△H₄=-574.4kJ/mol．
（2）為了提高燃料的利用率可以將甲醇設計為燃料電池，并用以此為電源進行電解實驗，裝置如圖所示，回答相關問題．
①寫出通甲醇一極的電極反應方程式CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
寫出乙池中B（C）電極的電極反應式4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
②反應過程中，乙池溶液pH的變化為（升高、降低或不變 ）降低
③當乙池中A（Fe）極的質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O₂280mL（標準狀況下）

Answer 1

分析 （1）結(jié)合熱化學方程式和蓋斯定律計算，計算①+②×2-③得到CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的熱化學方程式；
（2）通入甲醇的為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，通入氧氣的為正極，發(fā)生還原反應，乙池為點接觸，A為陰極，發(fā)生還原反應珊瑚蟲銀，B為陽極，發(fā)生氧化反應生成氧氣，以此解答該題．

解答 解：（1）①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-283.0kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-241.8kJ/mol
③CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-192.2kJ/mol
蓋斯定律計算①+②×2-③，得到CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₄=-574.4KJ/mol，
故答案為：-574.4kJ/mol；
（2）①通入甲醇的為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，B為陽極，發(fā)生氧化反應生成氧氣，電極方程式為4 OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；4 OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②電解硝酸銀溶液生成氧氣、銀河硝酸，溶液pH降低，故答案為：降低；
③鐵電極上析出銀，A（Fe）極的質(zhì)量增加5.40g時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{5.40g}{108g/mol}$×1=0.05mol，根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，得甲池中理論上消耗O₂體積=$\frac{0.05mol}{4}$=280mL，
故答案為：280．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學反應與能量變化陽極原電池和電解池原理，注意把握蓋斯定律的應用，能根據(jù)得失電子確定正負極、陰陽極，再結(jié)合各個電極上發(fā)生的反應來分析解答，注意守恒思想的運用，題目難度不大．