时间:2020-07-28 05:44:20
1、填空题 由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。
（1）关于该反应的下列说法中，其△H 0。(填“大于”、“小于”或“等于”)， 且在 （填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行。
（2）该反应平衡常数K的表达式为 。
（3）温度降低，平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。
（4）若为两个容积相同的密闭容器,现向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g)，乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，在相同的温度下进行反应,达到平衡时,甲容器内n(CH3OH) (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器内n(CH3OH)。
（5）已知：CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1；CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1；H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,写出CH3OH燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式______________________________________。
（6）以甲醇和氧气为燃料，氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池。
①负极的电极反应式为 。
②若以石墨为电极，电解硫酸铜溶液，写出电解的总反应方程式 。若以此燃料电池电解200 mL 0.8mol/L的硫酸铜溶液，当消耗1.6甲醇时，在阴极会析出 g铜。
参考答案：（1）小于 较低 （2）K=c(CH3OH)·c(H2O)/[c(CO2)·c3(H2)]
（3）增大 （2分） （4）等于（2分）
（5）2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1302kJ/mol（2分）
（6）①CH3OH+8OH- - 6e-=CO32- + 6H2O，② 2Cu2++2H2O=Cu+O2↑+4H+， 9.6
本题解析：（1）根据该反应的能量关系图知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，△H小于0；该反应正向为气体物质的量减小的放热反应，ΔH＜0，ΔS＜0；根据化学反应方向的判据ΔH —TΔS，若该反应自发进行，则有ΔH —TΔS＜0，在较低温度下有利于该反应自发进行；（2）根据题给反应方程式知，该反应平衡常数K的表达式为K=c(CH3OH)·c(H2O)/[c(CO2)·c3(H2)]；（3）该反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数K增大；（4）根据等效平衡知识知，在一定条件下的可逆反应，无论反应从正向开始，还是从逆向开始，只要最初加入的物质的量相当，就会达到同一平衡状态，则达到平衡时,甲容器内n(CH3OH)等于乙容器内n(CH3OH)；（5）已知：①CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1；②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1；③H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,根据盖斯定律知，②×2+③×4—①×2，得CH3OH燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH="-1302kJ/mol" ；（6）以甲醇和氧气为燃料，氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池。①原电池负极发生氧化反应，甲醇在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OH+8OH- - 6e- =CO32- + 6H2O，②若以石墨为电极，电解硫酸铜溶液，电解的总反应方程式2Cu2++2H2O=2Cu+O2↑+4H+，若以此燃料电池电解200 mL 0.8mol/L的硫酸铜溶液，1.6g甲醇的物质的量为0.05mol,根据电极反应式知，转移的电子为0.3mol，根据电子守恒知，在阴极会析出铜0.15mol,质量为9.6g。
考点：考查化学反应与能量变化、盖斯定律、燃料电池和电化学计算。
本题难度：困难
2、选择题 已知下列数据
则下列热化学方程式不正确的是
[? ]
A．
H2(g)+
Cl2(g)==HCl(g) ；△H＝－91．5kJ·mol-1
B．H2(g)+ Cl2(g)==2HCl(g) ；△H＝－183kJ·mol-1
C．
H2(g)+
Cl2(g)==HCl(g) ；△H＝+91．5kJ·mol-1
D．2HCl(g) ==H2(g)+ Cl2(g)；△H＝+183kJ·mol-1
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是
[? ]
A．H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJ·mol-1
B．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－484kJ·mol-1
C．H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJ·mol-1
D．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJ·mol-1
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
4、选择题 已知①2C(s)+O2(g)
2CO(g) ΔH="-221.0" kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH="-483.6" kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH为( )
A．+131.3 kJ·mol-1
B．-131.3 kJ·mol-1
C．-352.3 kJ·mol-1
D．+262.6 kJ·mol-1
参考答案：A
本题解析：把方程式(①-②)/2,得出C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH="(-221.0" kJ·mol-1+483.6 kJ·mol-1)/2="+131.3" kJ·mol-1,所以选A。
本题难度：一般
5、简答题 Ⅰ．甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇：
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ?mol-1
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-129.0kJ?mol-1
（1）CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为______．
（2）甲醇对水质会造成一定污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用如图装置模拟上述过程：
①完成除去甲醇的离子方程式（方框内填化学式，横线上填计量数）：______Co3++CH3OH+H2O═______+______Co2++______
②若如图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式：______．
Ⅱ．（1）NH4Cl溶液呈酸性的原因是（用离子反应方程式表示）______．
（2）25℃时，将pH=x氨水与pH=y的硫酸（且x+y=14，x＞11）等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是______．
A．c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-） B．c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（OH-）＞c（H+）
C．c（NH4+）+c（H+）＞c（SO42-）+c（OH-）D．c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（H+）＞c（OH-）
参考答案：（1）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ/mol
②CO（g）+2 H2（g）=CH3OH（g）△H=+129.0 kJ/mol
将方程式①-②得CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+206.0kJ/mol-（-129.0kJ/mol）=+77.0 kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0 kJ/mol；
（2）①甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+，溶液呈酸性，则生成物中含有氢离子，所以该反应离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，
故答案为：6；CO2↑；6；6H+；
②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+H2O+4e-═4OH-，负极是甲醇失电子在建溶液中生成碳酸钾，
故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
Ⅱ、（1）氯化铵溶液中铵根离子水解溶液呈酸性，反应的离子方程式为：NH4++H2O?NH3?H2O+H+，故答案为：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；
（2）X+Y=14，常温下某氨水的pH=X，则氨水中c（OH-）=10 X-14mol/L，某硫酸的pH=Y，硫酸中c（H+）=10-Ymol/L，所以氨水中c（OH-）等于硫酸中c（H+），一水合氨是弱电解质，硫酸是强电解质，所以氨水浓度大于硫酸，二者等体积混合，氨水过量，溶液呈碱性，
A．二者混合时，氨水过量，所以溶液呈碱性，则c（OH-）＞c（H+），故A错误；
B．二者混合时，氨水过量，所以溶液呈碱性，则c（OH-）＞c（H+），根据电荷守恒得c（NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），所以2c（SO42-）＜c（NH4+），离子浓度大小为c（NH4+）＞c（SO42-）＞c（OH-）＞c（H+），故B正确；
C．任何溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得根据电荷守恒得c（NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），c（NH4+）+c（H+）＞c（SO42-）+c（OH-），故C正确；
D．二者混合时，氨水过量，所以溶液呈碱性，则c（OH-）＞c（H+），根据电荷守恒得c（NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），所以2c（SO42-）＜c（NH4+），故D错误；
故答案为：BC．
本题解析：
本题难度：简单