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甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．已知：①CO（g）+12O2（g）═CO2（g）△H1=-283.0kJ/mol②H2（g）+1
题目详情
甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．
已知：
①CO（g）+
O2（g）═CO2（g）△H1=-283.0kJ/mol
②H2（g）+
O2（g）═H2O（g）△H2=-241.8kJ/mol
③CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3=-192.2kJ/mol
回答下列问题：
（1）计算CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的反应热△H4=___．
（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2，发生CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）反应，下列示意图（a-d）正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是___（填选项字母）．
（3）T1℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5min内用H2表示的反应速率为v（H2）=___．T1℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1mol CO、2mol H2，达到平衡时CO的转化率为0.7，则该容器的体积___5L（填“>”“<”或“=”）；T1℃时，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡常数K=___．
（4）在T1℃时，在体积为5L的恒容容器中充入一定量的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）/n（CO）的关系如图e所示．温度不变，当
=2.5时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的___点．
（5）为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式：___．该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种电化学保护方法叫做___．
（6）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可．写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：___．
已知：
①CO（g）+
| 1 |
| 2 |
②H2（g）+
| 1 |
| 2 |
③CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
回答下列问题：
（1）计算CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的反应热△H4=___．
（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2，发生CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）反应，下列示意图（a-d）正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是___（填选项字母）．
（3）T1℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5min内用H2表示的反应速率为v（H2）=___．T1℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1mol CO、2mol H2，达到平衡时CO的转化率为0.7，则该容器的体积___5L（填“>”“<”或“=”）；T1℃时，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡常数K=___．
（4）在T1℃时，在体积为5L的恒容容器中充入一定量的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）/n（CO）的关系如图e所示．温度不变，当
| n(H2) |
| n(CO) |
（5）为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式：___．该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种电化学保护方法叫做___．
（6）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可．写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：___．
▼优质解答
答案和解析
（1）①CO（g）+
O2（g）═CO2（g）△H1=-283.0kJ/mol
②H2（g）+
O2（g）═H2O（g）△H2=-241.8kJ/mol
③CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3=-192.2kJ/mol
盖斯定律计算①+②×2-③，得到CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H4=-574.4KJ/mol，
故答案为：-574.4KJ/mol；
（2）a、图1表示t1时刻如果达平衡，正反应速率不变，而不是随时间间改变而减小，故a错误；
b、充入1molCO、2molH2，生成生成物甲醇，放出热量，反应体系的温度升高，K减小，而不是增大，故b错误；
c、一氧化碳与甲醇的物质的量相等，而不是平衡状态，故c错误；
d、随着反应的进行，一氧化碳的质量减小，一氧化碳的质量分数不变，说明各物质的质量不变，反应达平衡状态，故d正确；
故选d，
故答案为：d；
（3）T1℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，化学三行计算列式得到，
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
起始量（mol/L） 0.2 0.4 0
变化量（mol/L） 0.16 0.32 0.16
平衡量（mol/L） 0.04 0.08 0.16
则5min内用H2表示的反应速率为v（H2）=
=0.064mol/（L•L），
温度不变，T1℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1mol CO、2mol H2，达到平衡时CO的转化率为0.7，转化率减小说明平衡左移，体积增大，T1℃时，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡常数K=
=625，
故答案为：0.064mol/（L•L）；>；625；
（4）当容器中各物质的物质的量之比等于化学方程式计量数之比时，达到平衡状态时生成物的体积分数最大，所以当
小于2，平衡时甲醇的体积分数逐渐增大，当
大于2，平衡时甲醇体积分数减小，所以C点对应的甲醇的体积分数最大，当
=2.5时，平衡时甲醇体积分数会降低，应选F点，
故答案为：F；
（5）燃料原电池中，甲醇失电子发生氧化反应，所以通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，是利用铁闸做电解池阴极被保护，名称为：外加电源的阴极保护法，
故答案为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；外加电源的阴极保护法；
（6）根据信息：二氧化氯和甲醇反应，生成Cl-、CO2和水2，所以反应方程式为：6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O，
故答案为：6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O；
| 1 |
| 2 |
②H2（g）+
| 1 |
| 2 |
③CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
盖斯定律计算①+②×2-③，得到CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H4=-574.4KJ/mol，
故答案为：-574.4KJ/mol；
（2）a、图1表示t1时刻如果达平衡，正反应速率不变，而不是随时间间改变而减小，故a错误；
b、充入1molCO、2molH2，生成生成物甲醇，放出热量，反应体系的温度升高，K减小，而不是增大，故b错误；
c、一氧化碳与甲醇的物质的量相等，而不是平衡状态，故c错误；
d、随着反应的进行，一氧化碳的质量减小，一氧化碳的质量分数不变，说明各物质的质量不变，反应达平衡状态，故d正确；
故选d，
故答案为：d；
（3）T1℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，化学三行计算列式得到，
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
起始量（mol/L） 0.2 0.4 0
变化量（mol/L） 0.16 0.32 0.16
平衡量（mol/L） 0.04 0.08 0.16
则5min内用H2表示的反应速率为v（H2）=
| 0.32mol/L |
| 5min |
温度不变，T1℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1mol CO、2mol H2，达到平衡时CO的转化率为0.7，转化率减小说明平衡左移，体积增大，T1℃时，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡常数K=
| 0.16 |
| 0.04×0.082 |
故答案为：0.064mol/（L•L）；>；625；
（4）当容器中各物质的物质的量之比等于化学方程式计量数之比时，达到平衡状态时生成物的体积分数最大，所以当
| n(H2) |
| n(CO) |
| n(H2) |
| n(CO) |
| n(H2) |
| n(CO) |
故答案为：F；
（5）燃料原电池中，甲醇失电子发生氧化反应，所以通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，是利用铁闸做电解池阴极被保护，名称为：外加电源的阴极保护法，
故答案为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；外加电源的阴极保护法；
（6）根据信息：二氧化氯和甲醇反应，生成Cl-、CO2和水2，所以反应方程式为：6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O，
故答案为：6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O；
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