甲醇的用途广泛，摩托罗拉公司也开发出一种由甲醇、氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍，
甲醇的用途广泛，摩托罗拉公司也开发出一种由甲醇、氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍，可连续使用一个月才充一次电．请完成下列与甲醇有关的问题．
（1）工业上有一种生产甲醇的反应为：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0kJ▪mol-1
在温度和容积相同的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：
①从反应开始到达到平衡时，A中用CO2来表示的平均反应速率为______．
②A中达到平衡时CO2的转化率为______．③a=______．
某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL-定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图：
①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式______
②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t1后，石墨电极上的电极反应式______；在t2时所得溶液的pH为______．（假设溶液体积不变）
（1）工业上有一种生产甲醇的反应为：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0kJ▪mol-1
在温度和容积相同的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：
| 容器 | A | B |
| 反应物投入量 | 1mol CO2（g）和3mol H2（g） | 1mol CH3OH（g）和3mol H2O（g） |
| CH3OH（g）浓度（mol•L-1） | c1 | c2 |
| 反应能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收akJ |
②A中达到平衡时CO2的转化率为______．③a=______．
某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL-定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图：
①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式______
②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t1后，石墨电极上的电极反应式______；在t2时所得溶液的pH为______．（假设溶液体积不变）
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解题思路：（1）①根据甲醇的浓度计算二氧化碳的浓度变化量，再根据v=[△c/△t]计算用CO2来表示的平均反应速率；
②根据反应放出的热量计算参加反应的二氧化碳的物质的量，再利用转化率定义计算；
③恒温恒容下，容器A与容器B为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量、浓度相等，二者起始物质的量等于各物质的化学计量数，放出热量与吸收热量之和等于反应热数值；
（2）①甲醇发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根与水；
②原电池通入甲醇的为负极，乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极，开始Cl-在阳极放电生成氯气，阴极Cu2+放电生成Cu，故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体，Ⅱ表示阳极产生的气体，t1前电极反应式为：阳极2Cl--4e-=Cl2↑，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极4H++4e-=2H2↑，所以t1～t2 阳极上生成氧气，根据氧气的量计算氢氧根离子的物质的量，水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子，根据公式计算得出C（H+），从而得出溶液的pH．
②根据反应放出的热量计算参加反应的二氧化碳的物质的量，再利用转化率定义计算；
③恒温恒容下，容器A与容器B为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量、浓度相等，二者起始物质的量等于各物质的化学计量数，放出热量与吸收热量之和等于反应热数值；
（2）①甲醇发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根与水；
②原电池通入甲醇的为负极，乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极，开始Cl-在阳极放电生成氯气，阴极Cu2+放电生成Cu，故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体，Ⅱ表示阳极产生的气体，t1前电极反应式为：阳极2Cl--4e-=Cl2↑，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极4H++4e-=2H2↑，所以t1～t2 阳极上生成氧气，根据氧气的量计算氢氧根离子的物质的量，水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子，根据公式计算得出C（H+），从而得出溶液的pH．
（1）①该反应中甲醇的v=[△c/△t]=
c1
10mol/(L．s)=0.1c1 mol/（L．s）或v=[△c/△t]=
c2
10smol/(L．s)=0.1mol/（L．s），二氧化碳和甲醇的计量数相同，所以其反应速率相同，即甲醇的反应速率为0.1c1mol/（L•S） 或0.1c2mol/（L•S），
故答案为：0.1c1mol/（L•S） 或0.1c2mol/（L•S）；
②1mol二氧化碳完全反应放出49.0kJ热量，当放出29.4kJ热量时，则参加反应的n（CO2）=[29.4kJ×1mol/49.0kJ]=0.6mol，所以二氧化碳的转化率=[0.6mol/1mol×100%＝60%，
故答案为：60%；
③恒温恒容下，容器A与容器B为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量、浓度相等，二者起始物质的量等于各物质的化学计量数，放出热量与吸收热量之和等于反应热数值，则吸收的热量=反应热-放出的热量=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ，
故答案为：19.6；
（2）①甲醇燃料电池中，在碱性条件下，甲醇失电子生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，
故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
②乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极，开始Cl-在阳极放电生成氯气，阴极Cu2+放电生成Cu，故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体，Ⅱ表示阳极产生的气体，t1前电极反应式为：阳极2Cl--4e-=Cl2↑，t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以在t1后，石墨电极上的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O；
t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极4H++4e-=2H2↑，所以t1～t2 阳极上生成氧气，t1～t2Ⅱ产生的气体体积=0.336L-0.224L=0.112L，阳极上生成112mL氧气需要n（OH-）=
0.112L×4mol
22.4L]=0.02mol，水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子，所以n（H+）=0.02mol，c（H+）=[0.02mol/0.2L]=0.1mol/L，所以溶液的pH=1，
故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；1．
点评：
本题考点： 化学平衡的计算；电极反应和电池反应方程式．
考点点评： 本题考查了化学平衡的有关计算、电解池原理等知识点，电解硫酸铜和氯化钠混合溶液时，明确离子的放电顺序是解本题的关键，难度较大．
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