填空题  （14分）甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用 十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。已知：
光催化制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)? ΔH＝＋571.5 kJ/mol???①
H2与CO2耦合反应：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)? ΔH＝－137.8 kJ/mol???②
则反应：2H2O(l)＋CO2(g) =?CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝?????kJ/mol。
你认为该方法需要解决的技术问题有?????（填字母）。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g)? ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。
反应II：CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝HCHO(g)＋H2O(g)? ΔH2＝－149.73 kJ/mol，K2＝4.35×1029。
①从原子利用率看，反应?????（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应???制甲醛更有利。
②下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示的是反应?????。

（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O +2H+；2HNO2 +O2＝2HNO3）。然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为?????g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：?????。
（4）甲醇燃料电池的工作原理如图所示，则该电池负极的电极反应式为???。

填空题  （14分）甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。已知：
光催化制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)? ΔH＝＋571.5 kJ/mol???①
H2与CO2耦合反应：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)? ΔH＝－137.8 kJ/mol???②
则反应：2H2O(l)＋CO2(g) =?CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝?????kJ/mol。
你认为该方法需要解决的技术问题有?????（填字母）。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g)? ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。
反应II：CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝HCHO(g)＋H2O(g)? ΔH2＝－149.73 kJ/mol，K2＝4.35×1029。
①从原子利用率看，反应?????（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应???制甲醛更有利。
②下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示的是反应?????。

（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O +2H+；2HNO2 +O2＝2HNO3）。然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为?????g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：?????。
（4）甲醇燃料电池的工作原理如图所示，则该电池负极的电极反应式为???。


本题答案：共14分。每空2分。
（1）-719.5（2分）???
本题解析：
试题分析：（1）由盖斯定律得2H2O(l)＋CO2(g) =?CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝（①×3+②×2）/2，将①②的代入上式中得所求ΔH=-719.45kJ/mol；利用太阳能或生物质能分解水制H2，需要开发高效光催化剂，使水易在太阳光的作用下分解，同时将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化，但二氧化碳及水资源的来源供应不是需要解决的技术问题，答案选ab；
（2）反应物中的原子尽可能的转化为生成物，原子的利用来源:91考试网 www.91exAm.org率越高，所以反应I的原子利用率高；反应II的化学平衡常数较大，说明反应进行的彻底程度较大，而且反应II是放热反应，所以从反应的焓变和平衡常数K值看，反应II制甲醛有利；
（3）①根据所给方程式可知2NH4+～4O2～2HNO3，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为2×32/14=4.57g，
②甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体，从元素守恒角度判断无毒气体是氮气和二氧化碳，另一种产物是水，离子方程式为6NO3－＋5CH3OH＋6H＋＝3N2↑＋5CO2↑＋13H2O
（4）燃料电池中燃料在电池的负极发生氧化反应，结合图中信息，甲醇被氧化为二氧化碳和氢离子，所以该电池的负极反应式为CH3OH+H2O–6e－=CO2↑+6H+

本题所属考点：【反应速率与平衡的有关计算】
本题难易程度：【一般】