Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），圖1表示該反應(yīng)進行過程中能量的變化．

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是

 

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A．△H＞0，△S＞0；  B．△H＞0，△S＜0；
C．△H＜0，△S＜0；  D．△H＜0，△S＞0．
（2）該圖中能量的最高點和最低點之間的差值代表

 

（3）以CH₄和H₂O為原料，通過下列反應(yīng)來制備甲醇．
①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0KJ/mol
②CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=-129.0KJ/mol
CH₄（g）和H₂O（g）反應(yīng)生成CH₃OH（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為

 

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（4）圖2是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質(zhì)，寫出A極發(fā)生的電極反應(yīng)式

 

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Answer 1

考點：焓變和熵變,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)方程式氣體系數(shù)的變化判斷熵變，依據(jù)圖一反應(yīng)能量的變化判斷反應(yīng)的焓變；
（2）該圖中能量的最高點和最低點之間的差值代表逆反應(yīng)的活化能；
（3）依據(jù)蓋斯定律將已知的熱化學(xué)方程式變形運算解答；
（4）原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的一極為正極，通入CO的一極為負極，CO在該A電極上發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答： 解：（1）從反應(yīng)的方程式CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），可知該反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，所以△S＜0；從圖一可知反應(yīng)物能量高于生成物，
反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0，
故選：C；
（2）該圖中能量的最高點和最低點之間的差值代表逆反應(yīng)的活化能；
故答案為：該圖中能量的最高點和最低點之間的差值代表逆反應(yīng)的活化能；
（3）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0KJ/mol
②CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=-129.0KJ/mol
有蓋斯定律①+②得CH₄（g）+H₂O（g）→CH₃OH（g）+H₂（g），所以△H=△H1+△H2=+77KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）→CH₃OH（g）+H₂（g）△H=+77KJ/mol；
（4）原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的一極為正極，通入CO的一極為負極，CO在該A電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：
CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂．

點評：本題考查了焓變和熵變的判斷、依據(jù)蓋斯定律求反應(yīng)熱、原電池電解反應(yīng)式的書寫，題目綜合性較強，難度中等，注意結(jié)合相關(guān)知識解答．