Question

甲醇是一種優質燃料，可制作燃料電池。
（1）工業上可用下列兩種反應制備甲醇：
CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)  ΔH₁         
CO₂(g) ＋ 3H₂(g)  CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂   
已知：2H₂(g)+ O₂(g) ＝ 2H₂O(g)   ΔH₃。則2CO(g)＋O₂(g) ＝ 2CO₂(g) 的反應熱
ΔH＝_____________（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。
（2）生產甲醇的原料CO和H₂來源于：CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)  ΔH₄。
一定條件下CH₄的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖a。則ΔH₄______0，P_{1_________}P₂
（填“<”、“>”或“＝”）
（3）某實驗小組設計如圖b所示的甲醇燃料電池裝置，工作一段時間后，溶液的PH           (填增大、減小、不變)。負極的電極反應式為_______             ______。

（4）黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質，需進一步采用電解法精制。粗銅電解得到精銅的的電解池中，陽極材料是             ；陰極材料是        ；
陽極泥為：                         

Answer 1

（1）2ΔH₁－2ΔH₂＋ΔH₃ （2分） （2）  > （2分）    <（2分）
（3） 減小 （2分）  CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－+6H₂O    （3分）
（4）粗銅, 精銅,  Ag、Au  （3分）

解析試題分析：（1）根據蓋斯定律可知，①×2＋③－②×2即達到反應2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) ，所以該反應的反應熱ΔH＝2ΔH₁－2ΔH₂＋ΔH₃。
（2）根據圖像可知在壓強相同的條件下，升高溫度甲烷的轉化率增大，這說明溫度升高平衡向正反應方向移動，所以正方應是吸熱反應，即△H大于0；正方應是體積增大的可逆反應，則增大壓強平衡向逆反應方向移動，甲烷的轉化率降低。所以根據圖像可知，在溫度相同的條件下，P1對應的轉化率高，則P1小于P2。
（3）甲醇在反應中失去電子，所以甲醇在負極通入，電極反應式是CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－+6H₂O，即反應后有碳酸鉀生成，消耗氫氧化鉀，所以溶液的pH減小。
（4）粗銅精練時，粗銅和電源的正極相連，做陽極，純銅和電源的負極相連，做陰極。粗銅中的Ag、Au等雜質不失去電子，成為陽極泥。
考點：考查反應熱的計算、外界條件對平衡狀態的影響、電極反應式的判斷和書寫陽極粗銅的冶煉
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題貼近高考，綜合性強，在注重對學生基礎知識鞏固與訓練的同時，側重對學生能力的培養與解題方法的指導和訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力。