Question

甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料，可制作燃料電池．
（1）工業(yè)上可用下列兩種反應(yīng)制備甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃．則2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）的反應(yīng)熱△H=

 

（用△H₁、△H₂、△H₃表示）．
（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H₂來源于：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H₄．一定條件下CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖a．則△H₄

 

0，P₁

 

P₂（填“＜”、“＞”或“=”）

（3）某實驗小組設(shè)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(fù)極的電極反應(yīng)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(zhì)，需進(jìn)一步采用電解法精制．粗銅電解得到精銅的電解池中，陽極材料是

 

；陰極材料是

 

；陽極泥為：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,銅的電解精煉,化學(xué)電源新型電池,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）運用蓋斯定律解答，注意分析待求反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物在已知反應(yīng)中的位置，通過加減求得．
（2）從CO轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化趨勢分析第一問；在200℃時，看不同壓強下CO的轉(zhuǎn)化率大小，結(jié)合化學(xué)方程式中反應(yīng)前后氣體的體積變化解答；
（3）該燃料電池的總反應(yīng)為2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O，工作一段時間后，c（OH^-）減小，PH減小，正極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式為CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）根據(jù)電鍍原理分析，電鍍時，粗銅作陽極，純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為含有銅離子的鹽溶液，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．根據(jù)粗銅中還原性的大小順序分析陽極泥的成分．

解答： 解：（1）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₃
據(jù)蓋斯定律，①-②得：④CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=△H₁-△H₂
再④×2+③得：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=2△H₁-2△H₂+△H₃
故答案為：2△H₁-2△H₂+△H₃；
（2）①從圖a可見，CH₄轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大，說明升溫時平衡正向移動，△H＞0；
在圖a的200℃位置，平行與縱軸畫一條虛線，可見CH₄的轉(zhuǎn)化率P₁＞P₂，在CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）反應(yīng)中，生成物的氣體體積大于反應(yīng)物，壓強增大時平衡向逆向移動，故P₁＜P₂
故答案為：＞；＜；
（3）該燃料電池的總反應(yīng)為2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O，工作一段時間后，c（OH^-）減小，PH減小，正極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式為CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案為：減��；CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）根據(jù)電鍍原理分析，電鍍時，粗銅作陽極，純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為含有銅離子的鹽溶液，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)粗銅中還原性：Fe＞Cu＞Ag＞Au，F(xiàn)e、Cu在陽極放電，陽極泥的成分為Ag、Au，
故答案為：粗銅；精銅；Ag、Au．

點評：本題考查蓋斯定律、電解原理，側(cè)重于圖象分析以及化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，為高考必考的考點，難度中等，學(xué)習(xí)中務(wù)必加強化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)、研究、反思，直至熟練應(yīng)用，洞若觀火．