为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，科学

题目内容：

为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，科学家正在研究如何将CO₂转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：

CO₂（g） 3H₂（g）⇌CH₃OH（g） H₂O（g），

（1）图1表示该反应过程中能量变化，则该反应为______反应（填“吸热”或“放热”），判断依据是______；

（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图2所示的电池装置．

①该电池正极的电极反应式为：______；

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为：______；

（3）已知在常温常压下：

①2CH₃OH（l） 3O₂（g）=2CO₂（g） 4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol

②2CO（g） O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol

③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：______；

（4）为了消除污染，在一定条件下，向含有甲醇的废水中加入一定量的稀硝酸，会有N₂等物质生成．若参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为6：5，写出该反应的化学方程式______；在此反应过程中若消耗32g甲醇，将转移______mol电子．

最佳答案：

（1）由图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应，故答案为：放热；反应物的总能量高于生成物的总能量；

（2）①原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，碱性条件下生成氢氧根离子，电极反应式为O₂ 2H₂O 4e^-=4OH^-，故答案为：O₂ 2H₂O 4e^-=4OH^-；

②该原电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳与水，二氧化碳在与氢氧化钾反应生成碳酸钾与水，该原电池总的反应式为：2CH₃OH 3O₂ 4KOH=2K₂CO₃ 6H₂O，

故答案为：2CH₃OH 3O₂ 4KOH=2K₂CO₃ 6H₂O；

（3）已知：

①2CH₃OH（l） 3O₂（g）=2CO₂（g） 4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol

②2CO（g） O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol

③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol

由盖斯定律，①-② ③×4得2CH₃OH（l） 2O₂（g）=2CO（g） 4H₂O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol） （-44.0kJ/mol）×4=-885.6kJ∕mol，

故CH₃OH（l） O₂（g）=CO（g） 2H₂O（l）△H=-442.8kJ∕mol，

故答案为：CH₃OH（l） O₂（g）=CO（g） 2H₂O（l）△H=-442.8kJ∕mol；

（4）反应中硝酸为氧化剂，甲醇为还原剂，根据电子转移守恒，令C元素在氧化产物的化合价为a，则：

6×5=5×[a-（-2）]，解得a=4，故氧化产物为CO₂，反应方程式为：5CH₃OH 6HNO₃=3N₂↑ 5CO₂↑ 13H₂O，

甲醇的物质的量为32g32g/mol=1mol，反应C元素化合价由-2价升高为 4，故转移电子的物质的量为1mol×[4-（-2）]=6mol，

故答案为：5CH₃OH 6HNO₃=3N₂↑ 5CO₂↑ 13H₂O；

6、；

答案解析：

32g32g/mol

考点核心：

氧化还原反应的本质：电子的转移（得失或偏移） 氧化还原反应的特征：化合价升降（某些元素化合价在反应前后发生变化，是氧化还原反应判别的依据）