时间:2016-12-24 23:42:30
填空题 （16分）
（1）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。
I：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g) △H＝+206.0 kJ·mol－1
II：CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g) △H＝－129.0 kJ·mol－1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的△H= 。
（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应器，在一定条件下发生反应I，测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。
（3）在某温度和压强下，将一定量 CO与H2充入密闭容器发生反应II生成甲醇，平衡后压缩容器体积至原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 (填序号)：
a．c ( H2 )减少；
b.平衡常数K增大；
c．CH3OH 的物质的量增加；
d．正反应速率加快，逆反应速率减慢；
e．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。
（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：
Co2+在阳极的电极反应式为： & #160; ；
除去甲醇的离子方程式为 。
填空题 （16分）
（1）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。
I：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g) △H＝+206.0 kJ·mol－1
II：CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g) △H＝－129.0 kJ·mol－1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的△H= 。
（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应器，在一定条件下发生反应I，测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。
（3）在某温度和压强下，将一定量 CO与H2充入密闭容器发生反应II生成甲醇，平衡后压缩容器体积至原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 (填序号)：
a．c ( H2 )减少；
b.平衡常数K增大；
c．CH3OH 的物质的量增加；
d．正反应速率加快，逆 反应速率减慢；
e．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。
（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：
Co2+在阳极的电极反应式为： ；
除去甲醇的离子方程式为 。
本题答案：（1）+77.0 kJ·mol－1 &
本题解析：
试题分析：（1）由盖斯定律，方程式I 和II的焓变相加，可计算得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为：CH4(g)+H2O(g)＝H2(g) +CH3OH (g) △H ＝+77.0 kJ·mol－1；由方程式I，结合图像，计算得甲烷表示的化学反应速率为0.01mol·L-1·min-1，进而解得氢气表示的反应速率；（3）改变条件会导致各成分的浓度增大，且压强增大，反应速率增大，平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，重新平衡时c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。由于温度恒定，所以K值不变；（4）由电解原理，阳极发生氧化反应：Co2+－e-= Co3+（或6Co2+－6e-=6Co3+），由“Co3+将甲醇氧化成CO2和H+”确定除去甲醇的离子方程式：6Co3++CH3OH+H2O ==6Co2++CO2↑+6H+。
考点：盖斯定律、化学反应速率的计算、化学平衡的移动、电极反应式的书写。
本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】