Question

【題目】甲醇既可用于基本有機(jī)原料，又可作為燃料用于替代礦物燃料．
（1）以下是工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H 下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)I為熱反應(yīng)（填“吸”或“放”）．
某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為 ， 此時(shí)的溫度為（從表中選擇）．
（2）已知在常溫常壓下： ①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1 kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2 kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H3 kJ/mol
則反應(yīng) CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=kJ/mol（用△H1、△H2、△H3表示）
（3）現(xiàn)以甲醇燃料電池，采用電解法來(lái)處理酸性含鉻廢水（主要含有Cr2O72）時(shí)，實(shí)驗(yàn)室利用如圖裝置模擬該法：
①N電極的電極反應(yīng)式為 ．
②請(qǐng)完成電解池中Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子反應(yīng)方程式：
Cr2O72+Fe2++═Cr3++Fe3++
（4）處理廢水時(shí)，最后Cr3+以Cr（OH）3形式除去，當(dāng)c（Cr3+）=1×10-5molL﹣1 時(shí)，Cr3+沉淀完全，此時(shí)溶液的pH= ． （已知，Ksp=6.4×10-31 ， lg2=0.3）

Answer 1

【答案】
（1）放；80%；250℃
（2）（△H1﹣△H2+4△H3）/2
（3）O2+4e￣+4H+=2H2O；6；14H+；2；6；7H2O
（4）5.6
【解析】解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0，某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，則：

	CO（g）+	2H2（g）═	CH3OH（g）
起始（mol）	1	3	0
轉(zhuǎn)化（mol）	0.8	1.6	0.8
平衡（mol）	0.2	1.4	0.8

CO轉(zhuǎn)化率= ×100%=80%，平衡常數(shù)K= = =2.041，故溫度為250℃，

所以答案是：放；80%；250℃；（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1 kJ/mol

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2 kJ/mol

③H2O（g）=H2O（l）△H3 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律 （①﹣②+4③）可得：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=（△H1﹣△H2+4△H3）/2kJ/mol，

所以答案是：（△H1﹣△H2+4△H3）/2；（3）①氫離子由質(zhì)子交換膜由M電極區(qū)移向N電極區(qū)，則M為負(fù)極、N為正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇失去電子，生成二氧化碳與氫離子，負(fù)極電極反應(yīng)式為：CH3OH﹣6e﹣+H2O=6H++CO2↑，正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣獲得電子，與通過(guò)質(zhì)子交換膜的氫離子結(jié)合為水，正極電極反應(yīng)式為：O2+4e+4H+=2H2O，

所以答案是：O2+4e+4H+=2H2O；

②電解池溶液里Cr2O72﹣轉(zhuǎn)化為Cr3+，化合價(jià)降低共6價(jià)，左側(cè)Fe電極為陽(yáng)極，F(xiàn)e失去電子生成Fe2+，酸性條件Fe2+將Cr2O72﹣還原為Cr3+，自身被氧化為Fe3+，化合價(jià)升高共1價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6，則Cr2O72﹣的系數(shù)為1，F(xiàn)e2+的系數(shù)為6，反應(yīng)離子方程式為：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，

所以答案是：1；6；14H+；2；6；7H2O；（4）Ksp=c（Cr3+）×c3（OH﹣）=6.4×1031，c（Cr3+）=1×105molL﹣1 時(shí)，溶液中c（OH﹣）=4×109molL﹣1，則c（H+）= mol/L=2.5×106molL﹣1，則pH=﹣lg2.5×106=5.6，

所以答案是：5.6．

【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用反應(yīng)熱和焓變，掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱即可以解答此題．