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(14分)甲醇是重要的化工原料,在工业生产上的应用十分广泛。(1)利用太阳能或生物质能分解水制H 2 ,

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时间:2024-08-17 11:34:50
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(14分)甲醇是重要的化工原料,在工业生产上的应用十分广泛。(1)利用太阳能或生物质能分解水制H 2 ,【专家解说】:共14分。每空2分。(1)-719.5(2分) ab(

【专家解说】:共14分。每空2分。
(1)-719.5(2分)     ab(2分)
(2)①I(1分)    II(1分)     ②II(2分)
(3)①4.57(2分)
②6NO 3 - +5CH 3 OH+6H + =3N 2 ↑+5CO 2 ↑+13H 2 O(2分)
(4)CH 3 OH+H 2 O–6e - =CO 2 ↑+6H + (2分)

试题分析:(1)由盖斯定律得2H 2 O(l)+CO 2 (g) = CH 3 OH(l)+3/2O 2 (g)的ΔH=(①×3+②×2)/2,将①②的代入上式中得所求ΔH=-719.45kJ/mol;利用太阳能或生物质能分解水制H 2 ,需要开发高效光催化剂,使水易在太阳光的作用下分解,同时将光催化制取的H 2 从反应体系中有效分离,并与CO 2 耦合催化转化,但二氧化碳及水资源的来源供应不是需要解决的技术问题,答案选ab;
(2)反应物中的原子尽可能的转化为生成物,原子的利用率越高,所以反应I的原子利用率高;反应II的化学平衡常数较大,说明反应进行的彻底程度较大,而且反应II是放热反应,所以从反应的焓变和平衡常数K值看,反应II制甲醛有利;
(3)①根据所给方程式可知2NH 4 + ~4O 2 ~2HNO 3 ,1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为2×32/14=4.57g,
②甲醇和NO 3 - 反应转化为两种无毒气体,从元素守恒角度判断无毒气体是氮气和二氧化碳,另一种产物是水,离子方程式为6NO 3 - +5CH 3 OH+6H + =3N 2 ↑+5CO 2 ↑+13H 2 O
(4)燃料电池中燃料在电池的负极发生氧化反应,结合图中信息,甲醇被氧化为二氧化碳和氢离子,所以该电池的负极反应式为CH 3 OH+H 2 O–6e - =CO 2 ↑+6H +
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