(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
285.8
kJ/mol.
②CH3OH(g)+O2(g)?CO(g)+2H2O(g)的反應熱△H=
-392.8KJ/mol
-392.8KJ/mol

③若在恒溫恒容的容器內(nèi)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
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
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(zhì)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
2CH3OH+O2
催化劑
加熱
2HCHO+2H2O
;在制備H2時最好控制n(O2)/n(CH3OH)=
0.5
0.5

(3)在稀硫酸介質(zhì)中,甲醇燃料電池負極發(fā)生的電極反應式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
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(zhì)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(zhì)中 生成二氧化碳氣體.
解答:解:(1)①根據(jù)燃燒熱概念,結(jié)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(nèi)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(zhì)量
氣體體積
,反應過程中氣體質(zhì)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.
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