Question

能源問題是人類社會面臨的重大課題，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人們對核能源的恐慌．而甲醇是未來重要的綠色能源之一．
（1）已知：在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO₂和液態水時放熱22.68kJ．請寫出甲醇燃燒的熱化學方程式．______
（2）目前有科學家在一定條件下利用水煤氣（CO+H₂）合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g） 

CH₃OH（g）．甲醇的物質的量與反應溫度的關系如圖所示：
①合成甲醇反應的△H______0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②其它條件不變，將E點的容積壓縮到原來的1/2，正反應速率加快，逆反應速率______．（填“加快”、“減慢”、“不變”），重新平衡時c（CH₃OH）/c（CO）______．（填“增大”、“減小”或“不變”）
③230℃時，平衡常數K=1．若其它條件不變，將溫度升高到450℃時，達到平衡時，K______1 （填“＞、＜或=”）
（3）、下列有關甲醇的說法正確的是______
A．甲醇能使蛋白質變性                B．甲醇能發生消去反應
C．甲醇不能被催化氧化                    D．甲醇與鈉反應比水與鈉反應劇烈
（4）利用甲醇燃料電池設計如圖所示的裝置：則該裝置中Zn極為______極；寫出a極的電極反應式______．

Answer 1

（1）由1g甲醇燃燒生成CO₂和液態水時放熱22.68kJ，則1mol甲醇燃燒放出的熱量為32×22.68kJ=725.8 kJ，即燃燒熱△H=-725.8 kJ?mol^-1，
由反應物與生成物、物質的狀態、反應熱，則甲醇燃燒的熱化學方程式為CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-725.8 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-725.8 kJ?mol^-1；
（2）①由圖可知，500℃比300℃達平衡時甲醇的物質的量小，即升高溫度化學平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；
②由其它條件不變，將E點的容積壓縮到原來的1/2，則容積壓縮時壓強增大，加壓時正、逆反應速率都加快，由水煤氣合成甲醇的反應可知，
該反應是氣體體積縮小的反應，則加壓時平衡正向移動，甲醇的物質的量增大，CO的物質的量減小，則c（CH₃OH）/c（CO）增大，
故答案為：加快；增大；
③由230℃時，平衡常數K=1，該反應為放熱反應，由K=

生成物濃度冪之積

反應物濃度冪之積

，溫度升高到450℃時平衡向逆反應方向移動，生成物的濃度變小，
則K＜1，故答案為：＜；
（3）因有機物能使蛋白質變性，故A 說法正確；甲醇中沒有鄰位碳原子，則不能發生消去反應，故B說法錯誤；
由甲醇中碳原子連接羥基和氫原子，則能被氧化，故C說法錯誤；由甲醇中的羥基氫不如水中的羥基氫活潑，則甲醇與鈉反應不如水與鈉反應劇烈，
故答案為：A；
（4）由圖可知，甲醇燃料電池中a極通入氧氣，在堿性條件氧氣得電子生成氫氧根離子，即通入氧氣的為正極，正極反應為O₂+4e^-+2H₂O-═4OH^-，
b為電池的負極，后邊的燒杯為電解池裝置，鋅與b相連，則鋅極為陰極，故答案為：陰；O₂+4e^-+2H₂O-═4OH^-．