Question

（10分）甲醇(CH₃OH)的用途廣泛，摩托羅拉公司也開發出一種由甲醇、氧氣以及強堿做電解質溶液的新型手機電池，容量達氫鎳電池或鋰電池的10倍，可連續使用一個月才充一次電．請完成下列與甲醇有關的問題．

（1）工業上用3克氫氣與二氧化碳反應生成氣態甲醇和水蒸氣，放出24.5千焦的熱量。

①請寫出該反應的熱化學反應方程式：                                                      利用該反應，在溫度和容積相同的A、B兩個容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫恒容，經10秒鐘后達到平衡，達到平衡時的有關數據如下表：    

②從反應開始到達到平衡時，A中用CO₂來表示的平均反應速率為                  。

③A中達到平衡時CO₂的轉化率為            ， B中a=           。

（2）某同學設計了一個甲醇燃料電池，其裝置如圖：

①寫出圖中通入甲醇這一極的電極反應式                                        。

②反應一段時間后，正極附近的堿性          （增強。減弱  不變）

 

Answer 1

【答案】

（1）①   (2分)

② 0.1c₁ mol/(L·s) 或0.1c₂ mol/(L·S)（任答對一個得分）(1分)

③ 60%  (2分)  19.6(2分)

（2）① CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O   (2分)   ② 增強(1分)

【解析】（1）①考查熱化學方程式的書寫②甲醇的濃度變化未c1，則根據方程式可知，CO₂的濃度變化也是c1，所以反應速率為0.1c₁ mol/(L·s)。放出的熱量是29.4kJ，所以消耗的CO₂是，所以轉化率是60％。根據反應物投入量可知A和B是等效的，所以B中吸收的熱量是49kJ－29.4kJ=19.6kJ。

（3）甲醇失去電子，發生氧化反應，在負極通入。氧氣在正極通入，得到電子發生還原反應，生成OH^－，所以正極周圍堿性增強。