Question

（2012?汕頭二模）甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景．
（1）工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol．
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H=-571.6kJ/mol
      H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol
①H₂的燃燒熱為

285.8

kJ/mol．
②CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）的反應熱△H=

-392.8KJ/mol

．
③若在恒溫恒容的容器內進行反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），則可用來判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志有

AD

．（填字母）
A．CO百分含量保持不變
B．容器中H₂濃度與CO濃度相等
C．容器中混合氣體的密度保持不變
D．CO的生成速率與CH₃OH的生成速率相等
（2）工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：
①甲醇蒸汽重整法．該法中的一個主要反應為CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反應能自發(fā)進行的原因是

該反應是一個熵增的反應

．
②甲醇部分氧化法．在一定溫度下以Ag/CeO₂-ZnO為催化劑時原料氣比例對反應的選擇性（選擇性越大，表示生成的該物質越多）影響關系如圖所示．則當n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25時，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應方程式為

2CH₃OH+O₂

催化劑

加熱

2HCHO+2H₂O

；在制備H₂時最好控制n（O₂）/n（CH₃OH）=

0.5

．
（3）在稀硫酸介質中，甲醇燃料電池負極發(fā)生的電極反應式為

CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂↑+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①燃燒熱是1mo可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量；
②依據(jù)蓋斯定律和熱化學方程式計算得到；
③平衡標志是反應的正逆反應速率相同，各組分濃度保持不變；
（2））①反應為CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反應能自發(fā)進行的原因是△H-T△S＜0，反應是熵增加的反應；
②當n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25時，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應為甲醇的催化氧化生成甲醛，反應的方程式為：2CH₃OH+O₂

催化劑

加熱

2HCHO+2H₂O；依據(jù)圖象分析制備氫氣時最好是n（O₂）/n（CH₃OH）=0.5；
（3）酸性介質中，燃料電池，燃料做原電池的負極失電子反應氧化反應，氧氣再正極得到電子發(fā)生還原反應，甲醇燃燒酸性介質中 生成二氧化碳氣體．

解答：解：（1）①根據(jù)燃燒熱概念，結合熱化學方程式，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H=-571.6kJ/mol，氫氣的燃燒熱為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol，
所以氫氣的燃燒熱為285.8KJ/mol，故答案為：285.8；
②（1）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol．（2）H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol；
（2）×2-（1）得到：CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）△H=-392.8 kJ/mol，故答案為：-392.8 kJ/mol；    
③恒溫恒容的容器內進行反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
A、平衡狀態(tài)各組分的含量不變，證明反應達到平衡，故A正確；
B、氫氣和一氧化碳的起始量和消耗量決定，容器中H₂濃度與CO濃度相等不能證明反應達到平衡，故B錯誤；
C、混合氣體的密度=

氣體質量

氣體體積

，反應過程中氣體質量守恒，容器體積相同，密度不變，不能證明反應達到平衡，故C錯誤；
D、化學反應速率之比等于化學方程式中計量數(shù)之比，CO的生成速率與CH₃OH的生成速率相等，說明正逆反應速率相同，故D正確；
故答案為：AD；
（2））①反應為CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反應能自發(fā)進行的原因是△H-T△S＜0，反應是熵增加的反應，故答案為：反應是熵增加的反應；
②當n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25時，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應為甲醇的催化氧化生成甲醛，反應的方程式為：2CH₃OH+O₂

催化劑

加熱

2HCHO+2H₂O；依據(jù)圖象分析，在制備H₂時最好控制n（O₂）/n（CH₃OH）=0.5時氫氣生成最多，故答案為：2CH₃OH+O₂

催化劑

加熱

2HCHO+2H₂O；0.5；
（3）酸性條件下，負極上甲醇失電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

點評：本題考查了燃燒熱概念，熱化學方程式書寫，蓋斯定律的應用，化學反應平衡的標志判斷，圖象分析應用，原電池電極反應書寫方法，題目難度中等．