Question

Ⅰ在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇。用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O 常温常压下已知下列反应的能量变化如图示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：                              。
Ⅱ硼氢化钠（NaBH₄）是有机合成中的重要还原剂。最新研究发现，以NaBH₄和H₂O₂为原料，NaOH溶液作电解质溶液，可以设计成全液流电池，其工作原理如图所示，假设电池工作前左右两槽溶液的体积各为1L，回答下列问题：

（1）电极b为           （填“正极”或“负极”），电极a上发生反应的电极反应式为                                     。
（2）电池工作时，Na⁺向     极（填“a”或“b”）移动，当左槽产生0．0125molBO₂^—离子时，右槽溶液pH=           
（3）用该电池电解一定浓度的CuSO₄溶液至无色后继续电解一段时间。断开电路，向溶液中加入0．1molCu(OH)₂，溶液恢复到电解之前状态，则电解过程中转移电子数目为_________

Answer 1

ⅠCO₂（g）+3H₂(g)=CH₃OH(l)+H₂0(l) △H=-50kJ/mol
Ⅱ．（1）正     BH₄^-+8OH^- -8e^- =BO₂^- +6H₂O   （2）b     13     （3）0．4N_A

试题分析：Ⅰ如图所示可以得出两个热化学方程式：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ/mol;2H₂（g）+CO（g）=CH3OH（l）  △H=-510kJ/mol;根据盖期定律，用后面的方程式减去前者方程式可得：CO₂（g）+3H₂(g)=CH₃OH(l)+H₂0(l) △H=-50kJ/mol。（1）正极电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，故电极b为正极，负极发生氧化反应生成BO₂^-，电极a反应式为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O。（2）原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na⁺从a极区移向b极区。当左槽产生0．0125molBO₂^—离子时，根据电子守恒，右槽生成氢氧根离子0．1mol,右槽溶液pH=13。（3）根据电子守恒原理，用该电池电解一定浓度的CuSO₄溶液至无色后继续电解一段时间。电解方程式为：2CuSO₄ + 2H₂O =" 2Cu" + O₂ + 2H₂SO₄ ,向溶液中加入0．1molCu(OH)₂，溶液恢复到电解之前状态，说明有0．1mol硫酸生成，则电解过程中转移电子数目为0．2mol。