时间:2017-07-10 19:45:40
1、填空题 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）? ΔH＝206.0 kJ·mol－1
Ⅱ：CO（g）＋2H2（g）＝CH3OH（g）?ΔH＝－129.0 kJ·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）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O（g）通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应Ⅰ，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。
①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________。
②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的
，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________（填字母序号）。
A．c（H2）减少
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH3OH 的物质的量增加
D．重新平衡c（H2）/c（CH3OH）减小
E．平衡常数K增大
（4）写出甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式：__________________________________________________。
（5）甲醇对水质会造成一定的污染，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＋做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写出阳极电极反应式____________________________。
②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________。
参考答案：（1）CH4（g）＋H2O（g）=CH3OH（g）＋H2（g）? ΔH＝77.0 kJ·mol－1
（2）①0.003 mol·L－1·min－1 ②2.25×10－4
（3）CD
（4）CH3OH－6e－＋8OH－=CO32-＋6H2O
（5）Co2＋－e－=Co3＋ 6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋
本题解析：（1）写热化学方程式，注意聚集状态，目标反应可由反应Ⅰ、Ⅱ相加得到，计算出反应热。（2）计算速率和平衡常数时要注意容积的体积。计算H2的速率，
方法一：v（H2）＝3v（CH4）＝3×
＝0.003 mol·L－1·min－1，
方法二：根据“三行式”
? CH4（g）＋ H2Og= CO（g）＋3H2（g）
n（始）/mol 1.0 2.0 0 0
n（变）/mol 0.5 0.5 0.5 1.5
n（平）/mol 0.5 1.5 0.5 1.5
v（H2）＝
＝
＝0.003 mol·－1·min－1
K＝
＝
＝2.25×10－4
（3）体积压缩为原来的一半，则浓度变为原来的2倍，平衡的移动是个“减弱”的过程，浓度比原平衡大，A错误。压强增大，正逆反应速率均增大，B错误。压强增大，平衡向正反应方向移动，C、D正确。平衡常数只与温度有关，E错误。（4）负极上甲醇反应，KOH为电解质，产物为CO32-，“三步书写”。（5）阳极发生氧化反应，Co2＋生成Co3＋。Co3＋将甲醇氧化，生成Co2＋和CO2，注意溶液呈酸性。
本题难度：困难
2、选择题 以多孔铂为电极，在下图装置中分别在两极区通入CH3OH和O2，发生反应产生电流，经测定，电流方向由b到a，下列叙述中正确的是 
[? ]
A．A处通入O2
B．溶液中的阳离子向a极运动
C．负极的电极反应为：2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
D．b极是该燃料电池的负极
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 由碳棒、铁片和200mL稀H2SO4（足量）组成的原电池中，当在碳棒上共放出3.36L（标准状况）气体时，求消耗铁多少克？有多少个电子通过了导线？
参考答案：设需要消耗铁x．
该原电池的电池反应式为：
? Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
? 56g? 22.4L
? x?3.36L
所以x=56g?×?3.36L22.4L=8.4g
即消耗铁8.4g．
设转移电子y．
?Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 转移电子
?22.4L? 1.204×1023个
?3.36L? y
所以y═3.36L×1.204×1023个22.4L?=1.806×1023个
故答案为：8.4g；1.806×1023个．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 以下叙述的原因不是由电池反应造成的是
A.含杂质的锌与盐酸比纯锌与盐酸反应速率快
B.金属在潮湿的空气中易腐蚀
C.纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率
D.化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏
参考答案：D
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 如图所示，电流计指针发生偏转，X极变粗，Y极变细，符合这种情况的组合是(? )
A．X是Cu,Y是Zn，Z是稀H2SO4溶液
B．X是Zn，Y是C，Z是CuSO4溶液
C．X是Fe,Y是Cu,Z是Fe(NO3)3溶液
D．X是Ag，Y是Zn,Z是AgNO3溶液
参考答案：D
本题解析：由题意可知X极是该原电池的正极，Y极是负极，只有D选项符合题意。
本题难度：简单