（2012•东城区模拟）某小组根据工业生产原理设计如下转化关系，以获取烧碱和金属钛（Ti）．（1）燃料电池中通入氧气的电极是（填“正”或“负”）极，电极反应式是；用该电

Question

（2012•东城区模拟）某小组根据工业生产原理设计如下转化关系，以获取烧碱和金属钛（Ti）．

（1）燃料电池中通入氧气的电极是______（填“正”或“负”）极，电极反应式是______；用该电池电解饱和食盐水，若消耗32g甲醇，理论上Ⅰ中可生成NaOH______mol．
（2）如上图所示，理论上加入Ⅱ中的TiO₂和焦炭的物质的量之比是______；由TiCl₄得到金属Ti的化学方程式是

4Na+TiCl₄ (Ar.)/(550°C)4NaCl+Ti

4Na+TiCl₄ (Ar.)/(550°C)4NaCl+Ti

．
（3）根据Ⅲ中合成甲醇的反应，该小组保持温度不变，在两个相同的恒容密闭容器中进行实验，有关实验数据如下：

实验编号	T/℃	平衡时压强P/MPa	起始用量/mol		平衡时CO的转化率	放出热量/kJ
			n（H2）	n（CO）
Ⅰ	250	2	20	10	90%	a
Ⅱ	250	P1	40	20	c	b

①P₁______4MPa（填“＞”、“＜”或“=”）；
②实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是

CO（g）+2H₂（g）

250°C

2MPa

CH₃OH（g）△H=−(a)/(9)kJ•mol^-1

CO（g）+2H₂（g）

250°C

2MPa

CH₃OH（g）△H=−(a)/(9)kJ•mol^-1

．

Answer 1

（1）燃料电池中燃料在负极得到电子发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，电极反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；用该电池电解饱和食盐水，若消耗32g甲醇物质的量为1mol，依据甲醇电极反应计算物质转移，电极反应为CH₃OH+6OH^--6e^-=CO₂+5H₂O，1mol甲醇反应电子转移6mol，根据电子守恒，电解饱和食盐水反应2NaCl+2H₂O(通电.)/()2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，电子转移2mol，生成2molNaOH，所以理论上Ⅰ中可生成NaOH物质的量6mol，
故答案为：正；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；6；
（2）理论上加入Ⅱ中的TiO₂和焦炭发生的反应是生成钛和一氧化氮，反应的化学方程式为：TiO₂+2C=Ti+2CO，TiO₂和焦炭的物质的量之比为1：2；由TiCl₄得到金属Ti的化学方程式是：4Na+TiCl₄ (Ar.)/(550°C)4NaCl+Ti，
故答案为：1：2；4Na+TiCl₄ (Ar.)/(550°C)4NaCl+Ti；
（3）①合成甲醇反应为2H₂+CO=CH₃OH，反应前后气体压强减小，依据起始量分析，实验Ⅱ可以看做两个实验Ⅰ平衡叠加，相当于增大压强，平衡正向进行，平衡状态压强小于4MPa，
故答案为：＜；
②分析图表数据，反应的一氧化碳物质的量为9mol，放热aKJ；1mol一氧化碳反应放热(a)/(9)KJ，反应的热化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）

250°C

2MPa

CH₃OH（g）△H=−(a)/(9)kJ•mol^-1，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）

250°C

2MPa

 CH₃OH（g）△H=−(a)/(9)kJ•mol^-1．