甲醇又称“木精”是重要的溶剂和基本有机原料，工业上常以CO和H2为原料合成甲醇．（1）已知CO的燃烧热为-283.0kJ•mol-1，甲醇的燃烧热为-726.5kJ•mol-1，则CH3OH（1）不完全燃烧生成CO（g）和H

Question

甲醇又称“木精”是重要的溶剂和基本有机原料，工业上常以CO和H₂为原料合成甲醇．

（1）已知CO的燃烧热为-283.0kJ•mol^-1，甲醇的燃烧热为-726.5kJ•mol^-1，则CH₃OH（1）不完全燃烧生成CO（g）和H₂O（1）的热化学方程式为______．
（2）工业上常利用反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g），△H＜0合成甲醇，在230℃〜270℃最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比，在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图1所示，则230℃时的实验结果所对应的曲线是______（填字母，下同）．该温度下工业生产适宜釆用的合成气组成n（H₂）：n（CO）的比值范围是______　（填字母）．
A.1〜1.5　　　B.2.5〜3　　C.3.5〜4.5
（3）制甲醇所需要的氢气，可用下列反应制取：
H₂O（g）+CO（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）△H＜0某温度下，该反应的平衡常数K=1．
①若降低温度，该反应的K值将______（填“增大”，“减小”或“不变”）
②该温度下，若起始时c（CO）=1mol•L^-1，c（H₂O）=2mol•L^-1，反应进行一段时间后，测得H₂的物质的量浓度为0.5mol•L^-1，则此时该反应的v（正）______（填“＞”“＜”或“=”）v（逆）
（4）某研究小组设计了如图2所示的甲醇燃料电池装置．
①该电池工作时，OH-向______（填“a”或“b”）极移动．
②电池工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的离子方程式为______．

Answer 1

（1）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ•mol^-1和-726.5kJ•mol^-1，则
①CO（g）+(1)/(2)O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1 
②CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ•mol^-1 
由盖斯定律可知用②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），
该反应的反应热△H=-726.5kJ•mol^-1-（-283.0kJ•mol^-1）=-443.5kJ•mol^-1，
即为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ•mol^-1；
（2）工业上用反应CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g），△H＜0低压合成甲醇，在230℃～270℃最为有利，根据合成甲醇是放热反应，温度越低转化率越大，结合图象可知，270℃的实验结果所对应的曲线是Z；230℃的实验结果所对应的曲线是X，230℃时，工业生产釆用的合成气组成n（H₂）：n（CO）的比值为2.5〜3时，CO转化率已经很高，故选B．
故答案为：X；B；
（3）①反应是放热反应，降低温度，平衡正向进行，该反应的K值将增大；
②若起始时c（CO）=1mol/L，c（H₂O）=2mol/L，反应进行一段时间后，测得H₂的浓度为0.5mol/L
                H₂O（g）+CO（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）△H＜0 
起始量（mol/L）  2         1      0       0
变化量（mol/L）  0.5      0.5      0.5     0.5
某时刻（mol/L）  1.5      0.5      0.5     0.5
Qc=(0.5×0.5)/(1.5×0.5)=(1)/(3)＜K=1，反应正向进行，此时该反应v（正）＞v（逆）；
故答案为：＞；
（4）①装置图分析可知a为正极，b为负极，原电池中阴离子移向负极；
故答案为：b；
②电池反应为甲醇和氧气反应生成碳酸钾、水，反应的离子方程式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O．