Question

据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

已知：①CH₃CH₂OH(l) +3 O₂ (g) = 2CO₂(g) +3H₂O(l)  △H=－1366.8 kJ/ mol

②2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O(l)  △H= -571.6 kJ/ mol

（1）写出由CO₂ 和H₂ 反应合成 CH₃CH₂OH (l) 和H₂O(l)的热化学方程式                                                               。

（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液。请写出该燃料电池负极上的电极反应式为                                                                  。

（3）用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图：

该装置中发生电解反应的方程式为                                                        ；在铁棒附近观察到的现象是                                                        ；当阴极产生448 mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为           。（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）

Answer

（1）2CO2 (g) + 6H2 (g) = CH3CH2OH(l) + 6H2O(l)  △H= -348 kJ/ mol （2分）

（2）CH3CH2OH – 12e- + 16OH- == 2CO32- + 11H2O （2分）

（3）2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑  （2分） 溶液变红 （1分） 13 （1分）

【解析】

试题分析：（1）首先写出CO2与H2反应的化学方程式并注明状态，然后根据盖斯定律求算反应热，∆H=-∆H1+3×∆H2=-348 kJ/ mol，可写出热化学方程式。

（2）在碱性条件下，CH3CH2OH失电子生成CO32‾、H2O，根据C元素升高的价数求出电子的系数为12，再原子守恒配平方程式，可得：CH3CH2OH – 12e- + 16OH- == 2CO32- + 11H2O。

（3）根据电解示意图可知左侧生成氢气，右侧生成氯气，则方程式为：2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑；铁棒上水电离出的H+放电，使水的电离平衡向右移动，OH‾浓度增大，所以滴有酚酞的溶液变红；阴极产生448 mL气体，则生成0.02mol H2，根据化学方程式可得生成0.04mol NaOH，则c(NaOH)=0.04mol ÷0.4L=0.1mol•L‾1，可求出pH=13。

考点：本题考查热化学方程式和电极方程式的书写、电解的原理。