Question

Ⅰ：利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
总反应：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

 

：
Ⅱ：如图甲、乙是电化学实验装置．
（1）若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCI溶液．
①甲中石墨棒上的电极反应式

 

，电子的移动方向为

 

；
②乙中总反应的离子方程式为

 

，Cl^-移向

 

电极（填Fe或C）；
（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO₄溶液．
①甲中铁棒上的电极反应式为：

 

；
②如果起始时乙中盛有200mL pH=5的CuSO₄溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入

 

（填写物质的化学式）

 

g．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：I：根据盖斯定律，观察目标方程式可知，①×2+②+③，即得到3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g），故△H=2△H₁+△H₂+△H₃=-246.4kJ?mol^-1；
II：（1）①根据装置可知甲是原电池，乙是电解池．由于氯化钠溶液显中性，所以发生吸氧腐蚀，石墨是正极，氧气得到电子，方程式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，电子由负极出正极入，所以电子由铁经导线移向石墨；
②根据乙中电子流向可知，石墨和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电．铁和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电．所以总反应式为2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，阴离子向阳极移动，所以向石墨极移动；
（2）①铁是活泼的金属，作负极失电子发生氧化反应；
②乙中阳极是OH^-放电，生成氧气．阴极是铜离子放电，生成铜，总反应式为：2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑．反应中生成氢离子的物质的量是0.2L×0.1mol/L=0.02mol，所以根据方程式可知生成铜是0.1mol，因此要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入0.01mol氧化铜或0.01mol碳酸铜，其质量是分别为0.8g、1.24g．

解答： 解：Ⅰ：①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
依据盖斯定律计算，①×2+②+③，得到总反应的热化学方程式：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-246.4kJ/mol；
故答案为：-246.4kJ/mol；
II：（1）①根据装置可知甲是原电池，乙是电解池．由于氯化钠溶液显中性，所以发生吸氧腐蚀，石墨是正极，氧气得到电子，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，电子由负极出正极入，所以电子由铁经导线移向石墨；
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；经导线移向石墨；
②根据乙中电子流向可知，石墨和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电．铁和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电．所以总反应式为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，阴离子向阳极移动，所以向C极移动，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；C；
（2）①铁是活泼的金属，作负极，所以电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
②乙中阳极是OH^-放电，生成氧气．阴极是铜离子放电，生成铜，总反应式为2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑．反应中生成氢离子的物质的量是0.2L×0.1mol/L=0.02mol，所以根据方程式可知生成铜是0.1mol，因此要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入0.01mol氧化铜或0.01mol碳酸铜，其质量是分别为：0.01mol×80g/mol=0.8g、0.01mol×124g/mol=1.24g，
故答案为：CuO或CuCO₃；0.8或1.24．

点评：本题考查了盖斯定律和热化学方程式的计算应用，原电池电解池的原理分析判断，在守恒计算分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．