Question

【題目】甲醇(CH3OH)是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。

（1）已知在常溫常壓下：

① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH ＝－1275.6 kJ／mol

② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH ＝－566.0 kJ／mol

③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH ＝－44.0 kJ／mol

請計算1 mol甲醇不完全燃燒生成1 mol一氧化碳和液態水放出的熱量為________

（2）某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理，設計如右圖所示的電池裝置。

①工作一段時間后，測得溶液的pH 。(填“增大”“減小”“不變”)

②該電池負極的電極反應為 。

（3）某金屬的相對原子質量為52.00，用上述電池電解該金屬的一種含氧酸鹽的酸性水溶液時，陽極每放出3 360 mL(標準狀況)氧氣，陰極析出金屬10.4 g，在該含氧酸鹽中金屬的化合價為 ，

在該實驗中，若不考慮能量的損失，電池中消耗甲醇的質量最少是 g(結果精確至0.1 g)

Answer 1

【答案】

（1）442.8KJ

（2）減小，CH3OH – 6e－ + 8OH— === CO32－ +6H2O

（3）+3；3.2

【解析】

試題分析：（1）①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJmol-1，②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H=-566.0kJmol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJmol-1，根據蓋斯定律，將已知反應×(①-②+③×4)得到CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)，所以該反應的△H=×[(-1275.6kJ/mol)-(-566.0kJ/mol)+ (-44.0kJ/mol)×4] =-442.8kJmol-1，即CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+ 2H2O(l) △H=-442.8kJmol-1，因此1mol甲醇不完全燃燒生成1mol一氧化碳和液態水放出的熱量為442.8kJ，故答案為：442.8kJ；

（2）①CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，氫氧根離子被消耗，所以溶液的pH減小，故答案為：減小；

②在燃料電池中，負極是燃料發生失電子的氧化反應，即CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，故答案為：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；

（3）設金屬的化合價為x，則根據得失電子守恒關系可得×4=×x，解得x=3，

n(O2)==0.15mol，得到0.15mol×4=0.6mol電子，由CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O可知，0.1mol甲醇失去0.6mol電子，因此甲醇的質量為0.1mol×32g/mol=3.2g，故答案為：+3；3.2。