（2014•茂名二模）甲醇是一种用途广泛的化工原料．（1）工业上常用下列两种反应制备甲醇：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1=-90.1kJ/mol②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（l）△H2已知：CO（g

Question

（2014•茂名二模）甲醇是一种用途广泛的化工原料．
（1）工业上常用下列两种反应制备甲醇：
①CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₁=-90.1kJ/mol
②CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（l）△H₂
已知：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.1kJ/mol
H₂O（l）=H₂O（g）△H₄=+44.0kJ/mol则△H₂=______
（2）实验室模拟用CO和H₂反应来制甲醇．在250℃下，将一定量的CO和H₂投入10L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度（mol•L^-1）变化如下表所示：（前6min没有改变条件）

	2min	4min	6min	8min	…
CO	0.07	0.06	0.06	0.05	…
H2	x	0.12	0.12	0.2	…
CH3OH	0.03	0.04	0.04	0.05	…

①x=______．
②250℃时该反应的平衡常数K值为：

(0.04)/(0.06×0.12×0.12)

(0.04)/(0.06×0.12×0.12)

（不必化简）．
③若6min～8min只改变了某一条件，所改变的条件是______．
④第8min时，该反应是不是达到平衡状态______．（填“是”或“不是”）
⑤该合成反应的温度一般控制在240～270℃，选择此温度的原因是：Ⅰ．此温度下的催化剂活性高；Ⅱ．______．
（3）电解甲醇水溶液制氢的优点是需要的电压低，而且制得的氢气比电解相同物质的量的水多．写出电解甲醇水溶液的反应式为：阳极：______．

Answer 1

（1）①CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₁=-90.1kJ/mol
②CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（l）△H₂
③CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.1kJ/mol
④H₂O（l）=H₂O（g）△H₄=+44.0kJ/mol
由盖斯定律可知②=①-③-④，△H₂ =△H₁-△H₃-△H₄=-90.1kJ/mol-（-41.1kJ/mol）-（+44.0kJ/mol）=）-93.0 KJ/mol；
故答案为：-93.0 KJ/mol；
（2）①从图中可知从2min到4min时各物质的转化量为：△C（CO）：△C（H₂）：△C（CH₃OH）=（0.07-0.06）：（X-0.12）：（0.04-0.03）
化学反应中各物质的转化量之比等于方程式的计量系数得：（0.07-0.06）：（X-0.12）：（0.04-0.03）=1：2：1，解得X=0.14，
故答案为：0.14；
②250℃下，甲醇的平衡浓度是0.06mol/L，氢气的平衡浓度是0.12mol/L，一氧化碳的平衡浓度是0.04mol/L所以平衡常数K=([CH3OH])/([CO][H2]2)=(0.04)/(0.06×0.12×0.12)；
故答案为：(0.04)/(0.06×0.12×0.12)；
③对比6min和8min时各物质的浓度可知改变条件后反应反应向正方向进行，按照转化量之比等于计量系数之比△C（CO）：△C（H₂）：△C（CH₃OH）=0.01mol/L：0.02mol/L：0.01mol/L，所以8min后三种物质的浓度应为：（0.06-0.01）mol/L、（0.12-0.02）mol/L、（0.04+0.01）mol/L，而8min后氢气的浓度为0.2mol/L，所以多加了0.1mol/L×10=1mol的氢气；
故答案为：增加了1 mol氢气；
④第8min时反应的浓度商Qc=(C(CH3OH))/(C(CO)C(H2)2)=(0.05mol/L)/(0.05mol/L×0.2mol/L×0.2mol/L)=(1)/(0.04)≠K，所以此时不是平衡状态，故答案为：不是；
⑤从反应限度角度考虑：该反应而该反应为放热反应，温度过高，转化率降低；从速率角度考虑：温度低，反应速率慢，单位时间内的产量低，为提高经济效应，反应速率和限度应兼顾，所以选择温度一般控制在240～270℃；
故答案为：温度低，反应速率慢，单位时间内的产量低；而该反应为放热反应，温度过高，转化率降低；
（3）根据CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（l）△H₂=-93.0 KJ/mol是一个放热，熵减小的反应，推知在通电条件下，可以发生CH₃OH（l）+H₂O（l）(电解.)/()CO₂（g）+3H₂（g）．该反应中碳元素化合价由甲醇中-2价升高到二氧化碳中的+4价被氧化发生氧化反应；甲醇中的氢元素和水中的氢元素化合价由+1价降到0价被还原发生还原反应，电解池阳极发生氧化反应，电极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=6H⁺+CO₂↑，
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-=6H⁺+CO₂↑．