时间:2020-08-23 07:05:52
1、填空题 （11分）甲醇可作电池的原料，也会造成环境污染。请根据有关反应回答问题。
（1）以CH4和H2O为原料，通过下列反应可制备甲醇。
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g) △H =+206.0 kJ·mol－1
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g) △H=-129.0 kJ·mol－1
则CH4(g)+H2O(g) ?CH3OH (g)+H2(g)的△H= kJ·mol－1。
（2）将1.0 mol CH4(g)和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L的容器，在一定条件下发生反应①，测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。设100℃时达到平衡所需的时间为5 min，
则这时间段v(H2)= mol·L-1·min-1。
（3）在一定温度下，将一定量CO和H2充入密闭容器发生反应②。达到平衡后，若压缩容器体积至原来的
，对平衡体系产生的影响是 （填序号）。
①c ( H2 )减小 ②CH3OH 的物质的量增加 ③新平衡时，
减小，
④正反应速率加快，逆反应速率减慢 ⑤平衡常数K增大
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2+氧化成Co3+，然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+（用石墨烯吸附除去Co2+）。现用下图装置模拟上述过程，则：
①Co2+在阳极的电极反应式为 ；
②请完成除去甲醇的离子方程式：Co3++CH3OH+ = Co2++CO2↑+6H+
参考答案：（1）（2分）+77.0 （2）0.03 （3）②③
（4）①Co2+-e-= Co3+（或6Co2+-6e-=6Co3+） ②6 H2O 6
本题解析：（1）根据盖斯定律，反应CH4（g）+H2O（g）?CH3OH （g）+H2（g）将①+②可得，则△H=（+206.0KJ/mol）+（-129.0KJ/mol）=-77KJ/mol；
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，由图象可知100℃甲烷转化率为50%，故参加反应的甲烷为1mol×50%=0.5mol，则：
CH4（g）+H2O （g）="CO" （g）+3H2（g）
起始量（mol）：1.0 2.0 0 0
变化量（mol）：0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量（mol）：0.5 1.5 0.5 1.5
假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平衡反应速率V（H2）=
="0.03" mol?L-1?min-1；
（3）在一定条件下，将一定量的CO和氢气的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇，CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-129.0kJ/mol；平衡后将容器的容积压缩到原来的
，其他条件不变，体积减小压强增大，反应速率增大，平衡正向进行。①体积减小，c（H2）增大，错误；②体积减小，压强增大，平衡正向移动，CH3OH的物质的量增加，正确；③体积减小，压强增大，平衡正向进行，重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小，正确；④压强增大，正逆反应速率都加快，错误；⑤平衡常数K只随温度的变化而变化，错误；故选②③；（4）通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+；以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
考点：考查电化学基础、化学平衡的影响因素。
本题难度：困难
2、选择题 某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。滴入几滴石蕊溶液后，用石墨作电极电解该混合溶液，根据电极产物，电解过程可明显分为三个阶段。下列叙述中，不正确的是
[? ]
A．阴极自始至终只产生H2
B．电解过程中，溶液颜色呈现红色→紫色→蓝色的变化
C．电解过程中，Na+和SO42-的物质的量浓度保持不变
D．第一阶段中阴、阳两极产生的气体混合引燃后，恰好完全反应得到HCl
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 下列对金属单质及其化合物性质的描述中不正确的是?
[? ]
①在金属活动顺序表中位于前面的金属均可将后面的金属从它的盐溶液中置换出来?
②镁、铝均是活泼金属，它们的单质在空气中均不能稳定存在
③电解Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液时，在阳极上一定先析出银
④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+说明铜的还原性强于单质铁?
⑤常温下浓硫酸几乎不与铜反应，说明浓硫酸也能使铜钝化
⑥金属元素形成的弱碱对热不稳定，受热时可分解成相应的氧化物
A．①③④⑤?
B．②③④⑤⑥?
C．①④⑤⑥?
D．①②③④⑤
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 （6分）常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息回答下列问题。
⑴通过计算推测：
①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。
②t2时所得溶液中氢离子物质的量浓度
⑵实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。
参考答案：（1）①c(NaCl)=0.1mol/L? c(CuSO4)＝0.1mol/L
②0.1mol/L
（2）由于阳极产生的是氯气和氧气，在水中的溶解度明显大于氢气，所以阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值。
本题解析：考查电解池的有关计算。本题的关键是对图像的解读。刚开始时阴极Cu2+得电子，无气体放出，Cu2+反应完溶液中的H+放电，Ⅰ是H2，阳极先是溶液中的Cl-放电，反应完后溶液中的OH-放电，计算时抓住电子守恒。
（1）①根据图像可知，生成氯气是224ml，物质的量是0.01mol
所以氯化钠的浓度是c(NaCl)＝0.01mol×2÷0.2L＝0.1mol/L
当开始生成氢气时，铜离子放电完毕，此时生成氧气是336ml－224ml＝112ml
所以共转移电子是0.01mol×2＋0.112L÷22.4L/mol×4＝0.04mol
根据得失得失守恒可知，硫酸铜的物质的量是0.04mol÷2＝0.02mol
则c(CuSO4)=0.02mol÷0.2L＝0.1mol/L
②t1～t2时才产生氢离子，物质的量是0.112L÷22.4L/mol×4＝0.02mol
所以氢离子浓度是0.02mol÷0.2L＝0.1mol/L
因此pH＝1
本题难度：一般
5、选择题 用石墨作电极，电解盛放在
形管中的饱和
溶液（滴有酚酞溶液），如下图。下列叙述正确的是
A．阴极附近溶液先变红
B．电解时在阳极得到氯气，阴极得到金属钠
C．电解一段时间后，将电解液全部转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
D．当阳极生成
气体时，整个电路中转移了
参考答案：A
本题解析：惰性电极电解饱和食盐水，阳极氯离子失去电子，生成氯气。阴极氢离子得到电子，产生氢气。由于氢离子放电，破坏量阴极周围水的电离平衡，所以阴极周围溶液显碱性，A正确，B、C不正确。D不正确，0.1mol气体是氯气，转移电子是0.1mol×2＝0.2mol电子，答案选A。
本题难度：简单