时间:2017-03-05 15:40:46
1、简答题 发展“碳一化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值．下面是以焦炭为原料，经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程：
（1）该过程中产生的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2，此反应的平衡常数表达式K=______．
（2）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/mol，请写出CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式______．
（3）“催化还原”反应制乙二醇原理如下：CH3OOC-COOCH3（g）+4H2（g）?HOCH2-CH2OH（g）+2CH3OH（g）△H=-34kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件，某科研小组进行了多方面研究．如图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n
（氢气）/n（草酸二甲酯）]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况，则曲线甲对应的压强是P（甲）=______．
（4）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸
①草酸氢钾溶液中存在如下平衡：H2O?H++OH-、HC2O4-?H++C2O42-和______．
②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液里各粒子浓度关系正确的是______（填序号）．
a．c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）b．c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+c（C2O42-）
c．c（Na+）=c（H2C2O4）+c（C2O42-）d．c（K+）＞c（Na+）
（5）以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为______；若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇，向外界提供相等电量，则每代替32g甲醇，所需标准状况下的甲烷的体积为______L．
参考答案：（1）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的化学平衡常数K=c(CO2)×c(H2)c(CO)×c(H2O)，
故答案为：c(CO2)×c(H2)c(CO)×c(H2O)；
（2）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/mol，则CH3OH（l）的燃烧热为677kJ/mol-27kJ/mol=650kJ/mol，故CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式为：
CH3OH（l）+3/32O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-650kJ/mol
故答案为：CH3OH（l）+3/32O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-650kJ/mol；
（3）由图象可知，曲线甲表示的乙二醇的产率最大，原料投料比[n（氢气）/n（草酸二甲酯）]一定时，由方程式可知，正反应是体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，平衡时乙二醇的产率增大，故曲线甲对应的压强是P（甲）=3.5MPa，
故答案为：3.5MPa；
（4）①H2C2O4为二元中强酸，HC2O4-在溶液中发生电离与水解，还存在平衡：HC2O4-+H2O?H2C2O4+OH-，
故答案为：HC2O4-+H2O?H2C2O4+OH-；
②a．碳元素在溶液中存在形式有：HC2O4-、H2C2O4、C2O42-，根据物料守恒由c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-），故a正确；
b．根据电荷守恒有：c（K+）+c（Na+）+c（H+）=c（HC2O4-）+2c（C2O42-）+c（OH-），溶液呈中性，则c（H+）=c（OH-），故c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+2c（C2O42-），故b错误；
c．由c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）、c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+2c（C2O42-）可知，
c（Na+）=c（C2O42-）-c（H2C2O4），故c错误；
d．若恰好反应，c（K+）=c（Na+），此时溶液呈碱性，故加入的氢氧化钠的物质的量略少些，故c（K+）＞c（Na+），故d正确；
故答案为：ad；
（5）总反应式为2CH3OH+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O，正极是还原反应，氧气在正极放电，酸性条件下获得电子生成水，正极电极反应式为：3O2+12H++12e-=6H2O，总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式为：2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+，即CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，
32g甲醇的物质的量为为32g32g/mol=1mol，完全燃烧转移电子数为1mol×6=6mol，故需要甲烷的物质的量为6mol8=0.75mol，需要甲烷的体积为0.75mol×22.4L/mol=16.8L，
故答案为：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+；16.8．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 在恒容密闭容器中存在下列平衡：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．CO2（g）的平衡物质的量浓度c（CO2）与温度T的关系如图所示．下列说法错误的是（ ）
A．反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的△H＞0
B．在T2时，若反应处于状态D，则一定有ν正＜ν逆
C．平衡状态A与C相比，平衡状态A的c（CO）小
D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 下列叙述中正确的是（ ）
A．在稀溶液中1mol酸和1mol碱完全反应所放出的热量，叫做中和热
B．在101kPa时1mol物质燃烧时的反应热叫做该物质的标准燃烧热
C．热化学方程式中，各物质前的化学计量数不表示分子个数
D．如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则发生的反应是放热反应
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性碳催化下合成。
（1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_________；
（2）工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2、和CO的燃烧热（△H）分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8?kJ·mol-1和-283.0?kJ·mol-1，则生成1?m3
（标准状况）CO所需热量为___________；
（3）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为___________；
（4）COCl2的分解反应为COCl2(g)=?Cl2(g)+?CO(g)?△H=+108?kJ·mol-1。反应体系平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）： 
①计算反应在地8min时的平衡常数K=________；
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低：T(2)___?T(8)（填“＜”、“＞”或“=”?）；
③若12min时反应与温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)=__mol·L-1
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小________；
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小：v(5-6)___?v(15-16)（填“＜”、“＞”或“=”），原因是_______
参考答案：（1）MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O?
（2）5.52×103kJ?
（3）CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2?
（4）①0.234mol·L-1；②＜；③0.031；④?v(5-6)＞v(2-3)=v(12-13)；⑤＞；在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如下表：
| 化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO 平衡常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=3.0×10-8 | |
参考答案：（1）由电离平衡常数判断酸性的强弱，酸性越强，其对应盐的水解程度越大，溶液的pH就越大，
由表格中的数据可知，酸性CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO3-，则水解程度大小顺序为adcb，所以pH由大到小的顺序是a?d?c?b，故答案为：a?d?c?b；
（2）A．CH3COOH溶液加水稀释过程，促进电离，c（H+）减小，故A不选；
B．c（H+）/c（CH3COOH）=n（H+）/n（CH3COOH），则稀释过程中比值变大，故B选；
C．稀释过程，促进电离，c（H+）减小，c（OH-）增大，c（H+）?c（OH-）=Kw，Kw不变，故C不选；
D．稀释过程，促进电离，c（H+）减小，c（OH-）增大，则c（OH-）/c（H+）变大，故D选；
故答案为：BD；
（3）稀释相同的倍数，pH变化大的酸酸性强，由图可知，HX的pH变化程度小，则酸性醋酸强，电离平衡常数小，故答案为：小于，稀释相同倍数，一元酸HX的pH变化比CH3COOH小，故酸性弱，电离平衡常数小；
（4）25℃时，混合液pH=6，c（H+）=1.0×10-6mol/L，则由Kw可知，c（OH-）=1.0×10-8mol/L，由电荷守恒可知，c（CH3COO-）-c（Na+）=c（H+）-c（OH-）=9.9×10-7mol/L，
根据缓冲公式pH=pKa-lg（[HAc]/[Ac-]），查数据知道pKa（CH3COOH）=4.76，所以lg（[HAc]/[Ac-]）=-1.24，即[Ac-]/[HAc]=18，故答案为：9.9×10-7；18．
本题解析：
本题难度：一般