时间:2017-11-11 01:01:32
1、填空题 利用太阳能分解水产生H2，在催化剂作用下H2与CO2反应合成CH3OH，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=－285.8 kJ·mol－1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l)?ΔH=－726.5 kJ·mol－1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g)?ΔH=－283.0 kJ·mol－1。
请回答下列问题：
⑴用太阳能分解18g水，需要消耗的能量为??kJ。
⑵ 液态CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学方程式为?。
⑶CO2合成燃料CH3OH是碳减排的新方向。在容积为2 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，由CO2和H2合成甲醇，反应式：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)：
①下列说法正确的是?
A．温度为T2时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为:? v(CH3OH)＝nB/tB?mol·(L·min)－1
B．T2＞T1，T2平衡时，甲醇产量变少，所以该反应为放热反应
C．该反应在T2时的平衡常数比T1时的平衡常数大
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，平衡逆向移动
②能判断该反应已达化学反应限度标志的是?（填字母。
A．H2的百分含量保持不变
B．容器中CO2 浓度与H2浓度之比为1: 3
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．CO2消耗速率与CH3OH生成速率相等
⑷科学家致力于CO2的“组合转化”技术研究，如将CO2和H2以体积比1∶4比例混合通入反应器，适当条件下，反应可获得一种能源。完成以下化学方程式，就能知道该种能源。
CO2＋4H2
2H2O ＋ ??。
⑸ 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，总反应式为：2CH3OH + 3O2＝2CO2＋4H2O，则正极的反应式为?；负极的反应式为?。
参考答案：(1) 285.8 （3分）?⑵ CH3OH(l) + O2(g)＝CO(g) + 2H2O(l)? ΔH=－443.5 kJ·mol－1（3分）
⑶ ①BD（2分）?②A （2分）?(4) CH4（2分）
⑸ 4H++O2+4e- = 2H2O（2分）、? CH3OH+H2O-6e- = CO2+6H+（2分）
本题解析：（1）由H2（g）的燃烧热△H为-285.8kJ?mol-1知，1molH2（g）完全燃烧生成1molH2O（l）放出热量285.8kJ，即分解1mol H2O（l）为1mol H2（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解18g水即1mol H2O（l）消耗的能量为285.8kJ。
（2）由CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1，则
①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1，②CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-726.5kJ?mol-1，由盖斯定律可知用②-①得反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l），
该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol-1-（-283.0kJ?mol-1）＝－443.5kJ?mol-1。
（3）①A、中按照其计算速率的方法可知反应速率=
＝
mol/L?min，故A错误；B、正反应为放热反应，根据题给图象分析可知，T2先达到平衡则T2＞T1，又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少，则说明可逆反应CO2+3H2
CH3OH+H2O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，该反应的△H＜0，故B正确；C、正反应为放热反应，根据题给图象分析可知，T2先达到平衡，则T2＞T1，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，C不正确；D、处于A点的反应体系从T1变到T2，温度升高，正方应放热，则平衡向逆反应方向移动，D正确，答案选BD。
②在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则A、H2的百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态，A正确；B、平衡时浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此容器中CO2 浓度与H2浓度之比为1: 3不能说明反应达到平衡状态，B不正确；C、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，C不正确；D、CO2消耗速率与CH3OH生成速率方向一致，根据速率之比等于相应的化学计量数之比可知，二者的速率始终是相等的，不能说明达到平高姿态，D不正确，答案选A。
（4）根据原子守恒可知，反应中另外一种生成物是甲烷，即CO2＋4H2 ?CH4＋2H2O。
（5）直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，正极氧气得到电子，则正极电极反应式为4H++O2+4e- = 2H2O。甲醇燃料电池，燃料在负极失电子发生氧化反应，负极的反应式为CH3OH+H2O-6e- = CO2+6H+。
本题难度：一般
2、选择题 燃烧热与反应热的关系是
A．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热
B．燃烧热是反应热的一种类型
C．燃烧热不属于反应热,反应热是在25 ℃、101 kPa下测定的，而燃烧反应的温度要高
D．反应热有正负之分，燃烧热全部是正值
参考答案：B
本题解析：
试题解析：燃烧热必须生成稳定的氧化物时放出的热量，而燃烧反应不一定生成稳定的氧化物，反应热不一定是燃烧热，A错误；燃烧热是一定条件下的反应热属于化学反应的反应热，故B正确；燃烧热是反应热的一种类型，两者反应条件是相同的，C错误；燃烧热全部是放热反应，全部为负值，D错误。
考点：反应热；燃烧热
本题难度：一般
3、选择题 浓度均为0.1mol/L的下列五种溶液①Na2CO3溶液 ②NaOH溶液?③NaHSO4溶液
④NH4Cl溶液 ⑤NaNO3溶液，PH的大小顺序为
A．②﹥①﹥⑤﹥④﹥③
B．②﹥①﹥⑤＝③﹥④
C．①﹥②﹥⑤﹥④﹥③
D．②﹥①﹥⑤﹥③﹥④
参考答案：A
本题解析：略
本题难度：简单
4、选择题
A．2.4×10－7 mol·L－1
B．0.1×10－7 mol·L－1
C．
mol·L－1
D．c(OH－)无法确定
参考答案：A
本题解析：无论在什么条件下，纯水中c(H＋)＝c(OH－)。
本题难度：简单
5、选择题 已知：①CH3OH(g)+3／2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H =" a" kJ·mol- 1
②CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H =" b" kJ·mol- 1 则下列叙述正确的是
A．C—H键键长小于H—H键
B．甲烷的燃烧热为b kJ·mol -1
C．2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g)△H=2(a—b) kJ·mol- 1
D．当甲醇和甲烷物质的量之比为l：2时，其完全燃烧生成CO2和H2O(g)时，放出的热量为c kJ，则
该混合物中甲醇的物质的量为c／(a+2b)mol
参考答案：C
本题解析：A．由于原子半径C>H，所以C—H键键长大于H—H键，错误；B.由于放出热量是b kJ/mol时产生的是气态水，而燃烧热应该是1mol的可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物所放出的热量，水的稳定状态是液体，错误； C．①×2－②×2，整理可得：2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g) △H="2(a—b)" kJ·mol- 1，正确；D．物质的能量与温度和状态有关，当甲醇和甲烷物质的量之比为l：2时，反应温度与题干测定的反应热的温度一致时，其完全燃烧生成CO2和H2O(g)时，放出的热量为c kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为c／(a+2b)mol，错误。
考点：考查燃烧热的概念、键长的比较、盖斯定律的应用、反应热的计算的知识。
本题难度：一般