Question

能源短缺是人类面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景．因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．
（1）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=^_1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ．mol^-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：______．
（2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应A：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁
反应B：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₂
取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₁______0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②对于反应A，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______．
A．升高温度                              B．增加CO₂的量
C．充入He，使体系总压强增大             D．按原比例再充入CO₂和H₂
③某温度下，将4mol CO和12mol H₂，充人2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol?L^-1，则该温度下该反应的平衡常数为______．
④．某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作为电极，稀硫酸作电解质溶液．其工作时负极的电极反应式可表示为______
（3）对燃煤烟气中的SO₂、NO₂设物质的量之比为1：1，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥，则该反应的化学方程式为______．
（4）在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）______ c（NO₃^-）+c（OH^-）（填写“＞”“=”或“＜”）

Answer 1

（1）2CH₃OH（I）十3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=^_1275.6kJ?mol^-1 ①
                H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol                   ②
①-②×4得：2CH₃OH（I）十3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=^_1451.6kJ?mol^-1
在25摄氏度，101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热．
所以表示甲醇燃烧热的热化学方程式：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol，
故答案为：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol；
（2）①由图可知最高点反应到达平衡，达平衡后，温度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反应进行，升高温度平衡吸热方向进行，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，即△H₁＜0，故答案为：＜；
②A．由①可知，该反应放热，升温，平衡向逆反应方向移动，甲醇产率减小，故A错误；
B．增加CO₂的量，平衡向正反应方向移动，甲醇产率增大，故B正确；
C．充入He，使体系总压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，故C错误
D．按原比例再充入CO₂和H₂，由等效平衡可知平衡正向移动，甲醇产率增大，故D正确；
故选：BD．
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol?L^-1）     2              6               0          
反应（mol?L^-1）    1.5             3              1.5 
平衡（mol?L^-1）    0.5             3              1.5 
平衡常数K=

C(CH3OH)

C(CO)C2(H2)

=

1.5

0.5 ×3 2

=0.33，故答案为：0.33；
④总反应式为2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正极反应式：3O₂+12H⁺+12e^-═6H₂O；总反应式减去正极反应式即为负极反应式，
所以负极反应式为：2CH₃OH+2H₂O-12e^-═12H⁺+2CO₂；故答案为：2CH₃OH+2H₂O-12e^-═12H⁺+2CO₂
（3）反应方程式为12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4（NH₄）₂SO₄+4NH₄NO₃，
故答案为：12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4（NH₄）₂SO₄+4NH₄NO₃；
（4）在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，溶液中含有的离子为：Na⁺、H⁺、NH₄⁺、NO₃^-、OH^-，电荷守恒为：c（Na⁺）+c（H⁺）+C（NH₄⁺）=c（NO₃^-）+c（OH^-），
所以：c（Na⁺）+c（H⁺）＜c（NO₃^-）+c（OH^-），故答案为：＜．