工業(yè)上常用天然氣作為制備CH3OH的原料．已知：
①CH4（g）+O2（g）?CO（g）+H2（g）+H2O（g）△H=-321.5kJ/mol
②CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+250.3kJ/mol
③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.0kJ/mol
（1）CH4（g）與O2（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）的熱化學(xué)方程式為
2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=-251.2KJ/mol
2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=-251.2KJ/mol
．
（2）向VL恒容密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2，在不同壓強(qiáng)下合成甲醇．CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示：

①壓強(qiáng)P1
＜
＜
P2（填“＜”、“＞”或“=”）
②在100℃、P1壓強(qiáng)時(shí)，平衡常數(shù)為
2×
V2
a2
2×
V2
a2
（用含a、V的代數(shù)式表示）．
（3）如圖2所示是甲醇燃料電池（電解質(zhì)溶液為稀硫酸）結(jié)構(gòu)示意圖，Pt（a）電極通入的M為
甲醇
甲醇
，電極反應(yīng)式是
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
．若用該電池電解CuSO4溶液，當(dāng)?shù)玫?.2g銅時(shí)，參加反應(yīng)的氣體N的體積應(yīng)為
2.24
2.24
L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（2）①依據(jù)反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，銅溫度下增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行；
②100°C時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算得到；
（3）甲醇燃料電池中電解質(zhì)溶液為稀硫酸，燃料甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；依據(jù)電子守恒分析計(jì)算N氣體的體積；
解答：解：（1）①CH4（g）+O2（g）?CO（g）+H2（g）+H2O（g）△H=-321.5kJ/mol
②CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+250.3kJ/mol
③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律
①+②-2×③得到：2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=-251.2KJ/mol
故答案為：2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=-251.2KJ/mol
（2）①圖象分析可知相同溫度下P2壓強(qiáng)下一氧化碳轉(zhuǎn)化率大于P1壓強(qiáng)下一氧化碳轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大平衡正向進(jìn)行，所以P1＜P2；
故答案為：＜；
②向VL恒容密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2，100°C時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算
                CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始量（mol/L） 
a
V
      
2a
V
         0 
變化量（mol/L）
0.5a
V
    
a
V
         
a
V

平衡量（mol/L）
0.5a
V
   
a
V
          
a
V

平衡常數(shù)K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
=
a
V
0.5a
V
×(
a
V
)2
=2×
V2
a2

故答案為：2×
V2
a2
；
（3）甲醇燃料電池中電解質(zhì)溶液為稀硫酸，燃料甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正極上是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O；用該電池電解CuSO4溶液，當(dāng)?shù)玫?.2g銅物質(zhì)的量為0.05mol時(shí)，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，依據(jù)電子守恒可知，O2～2Cu，參加反應(yīng)的氣體N為氧氣的物質(zhì)的量為0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積應(yīng)為2.24L；
故答案為：甲醇：2.24；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)平衡影響因素的分析判斷，平衡移動(dòng)原理分析應(yīng)用，原電池電極反應(yīng)和電解池原理的理解應(yīng)用，題目難度中等．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)能源是制約國家發(fā)展進(jìn)程的因素之一．甲醇、二甲醚等被稱為2 1世紀(jì)的綠色能源，工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚．
（1）工業(yè)上，可以分離合成氣中的氫氣，用于合成氨，常用醋酸二氨合亞銅[Cu（NH3）2]AC溶液（AC=CH3COO-）來吸收合成氣中的一氧化碳，其反應(yīng)原理為：[Cu（NH3）2]AC（aq）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]AC?CO（aq）△H＜0常壓下，將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得[Cu（NH3）2]AC溶液的措施是
 
；
（2）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)a：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol；反應(yīng)b：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0
①對(duì)于反應(yīng)a，某溫度下，將4.0mol CO2（g）和12.0mol H2（g）充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，測得甲醇蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為30%，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為
 
；
②對(duì)于反應(yīng)b，某溫度下，將1.0mol CO（g）和2.0mol H2（g）充入固定容積的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，改變溫度和壓強(qiáng)，平衡體系中CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示，于溫和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是
 
；（填字母代號(hào)）
 A．p3＞p2，T3＞T2  B．p2＞p4，T4＞T2   C．p1＞p3，T1＞T3    D．p1＞p4，T2＞T3
（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作為燃料電池的原料，化學(xué)反應(yīng)原理為：CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＜0
①在恒容密閉容器里按體積比為1：4充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)．當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
 
；
A．逆反應(yīng)速率先增大后減小
B．反應(yīng)物的體積百分含量減小
C．正反應(yīng)速率先增大后減小
D．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
②寫出二甲醚堿性燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式
 
；
③己知參與電極反應(yīng)的電極材料單位質(zhì)量放出電能的大小稱為該電池的比能量．關(guān)于二甲醚堿性燃料電池與乙醇?jí)A性燃料電池，下列說法正確的是
 
（填字母）
A．兩種燃料互為同分異構(gòu)體，分子式和摩爾質(zhì)量相同，比能量相同
B．兩種燃料所含共價(jià)鍵數(shù)目相同，斷鍵時(shí)所需能量相同，比能量相同
C．兩種燃料所含共價(jià)鍵類型不同，斷鍵時(shí)所需能量不同，比能量不同
（4）已知lg二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63kJ，請(qǐng)寫出表示二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年湖北武漢市武昌區(qū)高三上學(xué)期期末考試?yán)砭C化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

能源是制約國家發(fā)展進(jìn)程的因素之一。甲醇、二甲醚等被稱為2 1世紀(jì)的綠色能源，工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚。

（1）工業(yè)上，可以分離合成氣中的氫氣，用于合成氨，常用醋酸二氨合亞銅

[Cu（NH3）2Ac]溶液（Ac=CH3COO－）（來吸收合成氣中的一氧化碳，其反虛原理為：

[Cu（NH3）2Ac]（aq）+CO+NH3[Cu（NH3）3]Ac•CO（aq）（△H＜0）

常壓下，將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得[Cu（NH3）2]AC溶液的措施是          ；

（2）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：

反應(yīng)a：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）  △H＝－49.0kJ/mol

反應(yīng)b：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）  △H<0

①對(duì)于反應(yīng)a，某溫度下，將4.0 mol CO2（g）和12.0 mol H2（g）充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，測得甲醇蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為30%，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為     ；

②對(duì)于反應(yīng)b，某溫度下，將1.0mol CO（g）和2．0 mol H2（曲充入固定容積的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，改變溫度和壓強(qiáng)，平衡體系中CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示，溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是          ；（填字母代號(hào)）

A．p3>p2，T3>T2

B．p2>p4，T4>T2

C．p1>p3，T1>T3

D．p1>p4，T2>T3

（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作為燃料電池的原料，化學(xué)反應(yīng)原理為：

CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）   △H<0

①在恒容密閉容器里按體積比為1:4充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是        ；

A．逆反應(yīng)速率先增大后減小

B．正反應(yīng)速率先增大后減小

C．反應(yīng)物的體積百分含量減小

D．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大

②寫出二甲醚堿性燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式          ；

③己知參與電極反應(yīng)的電極材料單位質(zhì)量放出電能的大小稱為該電池的比能量。關(guān)于二甲醚堿性燃料電池與乙醇?jí)A性燃料電池，下列說法正確的是          （填字母）

A．兩種燃料互為同分異構(gòu)體，分子式和摩爾質(zhì)量相同，比能量相同

B．兩種燃料所含共價(jià)鍵數(shù)目相同，斷鍵時(shí)所需能量相同，比能量相同

C．兩種燃料所含共價(jià)鍵類型不同，斷鍵時(shí)所需能量不同，比能量不同

（4）已知l g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63 kJ，請(qǐng)寫出表示二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式                     。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2013屆北京市朝陽區(qū)高二下學(xué)期期末統(tǒng)一考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（10分）工業(yè)上常用天然氣作為制備的原料。已知：

① 

② 

③ 

（1）與反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式為        。

（2）向VL恒容密閉容器中充入與，在不同壓強(qiáng)下合成甲醇。的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示：

①壓強(qiáng)          （填“<”、“>”或“=”）

②在、壓強(qiáng)時(shí)，平衡常數(shù)為      （用含的代數(shù)式表示）。

（3）下圖是甲醇燃料電池（電解質(zhì)溶液為稀硫酸）結(jié)構(gòu)示意圖，電極通入的為      ，電極反應(yīng)式是        。

若用該電池電解溶液，當(dāng)?shù)玫?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzhx/web/STSource/2012082515565637533077/SYS201208251557403559418079_ST.files/image026.png">銅時(shí)，參加反應(yīng)的氣體的體積應(yīng)為      （標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

工業(yè)上常用天然氣作為制備的原料。已知：

① 

② 

③ 

（1）與反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式為        。

（2）向VL恒容密閉容器中充入與，在不同壓強(qiáng)下合成甲醇。的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示：

①壓強(qiáng)          （填“<”、“>”或“=”）

②在、壓強(qiáng)時(shí)，平衡常數(shù)為      （用含的代數(shù)式表示）。

（3）下圖是甲醇燃料電池（電解質(zhì)溶液為稀硫酸）結(jié)構(gòu)示意圖，電極通入的為      ，電極反應(yīng)式是        。

若用該電池電解溶液，當(dāng)?shù)玫?sub>銅時(shí)，參加反應(yīng)的氣體的體積應(yīng)為

      （標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

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