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甲醇是一种常用的燃料，工业上可以用CO和H2在一定条件下合成甲醇。（1）已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（1）的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8kJ/mol、-726.5

题目简介

甲醇是一种常用的燃料，工业上可以用CO和H2在一定条件下合成甲醇。（1）已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（1）的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8kJ/mol、-726.5

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甲醇是一种常用的燃料，工业上可以用CO和H2在一定条件下合成甲醇。
（1）已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（1）的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8 kJ/mol、-726.5kJ/mol，则CO合成甲醇的热化学方程式为：                     。
（2）在恒容密闭容器中CO与H2发生反应生成甲醇，各物质浓度在不同条件下的变化状况如图所示（开始时氢气的浓度曲线和8分钟后甲醇的浓度曲线未画出。4分钟和8分钟改变的条件不同）：   

①下列说法正确的是       
A．起始时n（H2）为1．7mol
B．当容器内压强恒定时，说明反应达到平衡状态
C．4分钟时，改变的条件是升高温度
D．7分钟时，v（CO）=v（CH­3OH）
②计算0~2min内平均反应速率v（H2）=        
③在3min时该反应的平衡常数K=      （计算结果）
④在图中画出8~12min之间c（CH3OH）曲线   
（2）2009年，中国在甲醇燃料电池技术上获得突破，组装了自呼吸电池及主动式电堆，其装置原理如图甲。

①该电池的负极反应式为：                    。
②乙池是一铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨。
M电极的材料是               ，该铝制品表面“钝化”时的反应式为：                       。
题型：填空题难度：偏难来源：不详

答案

化学反应式或方程式未配平的均扣1分
（1）CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(l) △H＝－128.1kJ/mol （2分，方程式1分，反应热2分，状态错误扣1分，计量数错误不得分。）
（2） ① BD （2分，少选扣1分，有错选不得分）
② 0.4mol/(L·min) 或6.67×10－3 mol·L－1·s－1（2分，无单位不得分）  
③ 0.99 （2分，数值在1.0～0.98之间均得分，写成“”或“” 得1分，单位不做要求。）
④
（3）① CH3OH－6e－＋H2O＝CO2↑＋6 H＋ （2分，无“↑”或计量数不是最简不扣分；其他书写不得分。）
② 铝制品（1分，写“Al”或“铝”均可，其他书写不得分）   
2Al－6e－＋6HCO3－＝Al2O3＋6CO2↑＋3H2O（3分，或“Al－3e－＝Al3＋，Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑，2Al(OH)3＝Al2O3＋3H2O”各1分，无“↑”或计量数不是最简不扣分；其他书写不得分。）

试题分析：（1）先写出三种物质的燃烧热的热化学方程式。
① CO（g）  △H1＝－283.0kJ／mol
②  H2（g）+     △H2＝－285.8 kJ/mol
③  CH3OH（1）+    △H3＝－726.5kJ/mol
再写出目标方程式：CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(l)   △H4
根据盖斯定律， ①+②×2-③即得到目标方程式。 △H4= △H1+△H2×2-△H3=－128.1kJ/mol
根据图像：            CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(l)
起始：（mol/L）         0.9      x         0
0-2min（mol/L）      —0.4   —0.8       0.4
2-4min（mol/L）（平衡）  0.5      0.9       0.4
4-6min（mol/L）      —0.2   —0.4       0.2
6-8min（mol/L）（平衡）  0.3      0.5       0.6
8-10min（mol/L）     —0.1    —0.2      0.1  
10-12min（mol/L）（平衡）0.2      0.3       y
①A项，起始时浓度x=C（H2）为1．7mol/L，容器体积未知，所以物质的量也未知，A项错误。
B项，该容器是一个恒容的容器，反应是一个非等体积反应，因此当气体的总物质的量不再改变，即压强不再改变，反应即达到平衡状态，正确。
C项，4min时，平衡向右移，并且各物质的浓度是逐渐变化，所以应该是降温的条件下，C项错误。
D项，7min时，反应再次达到平衡，此时v（CO）=v（CH3OH），D项正确。
②0~2min内平均反应速率v（H2）=="0.4" mol·L-1·min-1
③在3min时该反应的平衡常数
④在第8min时，CO的浓度减少0.1mol·L-1，H2的浓度减少0.2mol·L-1，可知平衡在向右移动，CO和H2的浓度都是逐渐变小，而此时的条件和上次平衡移动的条件不相同，所以只能是减少甲醇的浓度，才能使平衡向右移动，即在平衡移动的瞬间，甲醇的浓度是很少的，应该要低于0.05mol·L-1，然后再增加0.1mol·L-1，在第10min平衡，并且浓度y不超过0.15mol·L-1。
（3）该装置中甲是一个燃料电池装置，给右边的装置乙提供电能，乙装置是一个电解池装置。
①甲中质子移向右边，从而推知甲装置左是负极，右是正极，则乙装置中M是阳极，N是阴极。甲中电池的负极反应式为：CH3OH－6e－＋H2O＝CO2↑＋6 H＋ 要注意电解质溶液质子在进行传递。
②乙池是一铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨。则阳极M材料是铝制品，阴极N材料是石墨。在铝表面钝化，即把铝变成Al2O3，同时考虑溶液中溶质为NaHCO3，则电极反应为：2Al－6e－＋6HCO3－=Al2O3＋6CO2↑＋3H2O

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