Question

（15分）

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．請回答下列與甲醇有關的問題．

（1）甲醇分子是____分子（填“極性”或“非極性”）．

（2）工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-86.6kJ/mol，在T℃時，往一個體積固定為1L的密閉容器中加入1mol CO和2mol H2：，反應達到平衡時，容器內的壓強是開始時的3/5．

①達到平衡時，CO的轉化率為 。

②下列選項能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據的有____ 。

A． B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率

C．容器內的壓強保持不變 D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的顏色保持不變 F．混合氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化

（3）已知在常溫常壓下：

（4）由甲醇、氧氣和NaOH溶液構成的新型手機電池，可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電。

①該電池負極的電極反應式為____

②若以該電池為電源，用石墨做電極電解200mL含有如下離子的溶液．

電解一段時間后，當兩極收集到相同體積（相同條件）的氣體時（忽略溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現(xiàn)象）陽極上收集到氧氣的質量為 。

 

Answer 1

（15分）

（1）極性（2分）

（2）60%（2分） CF（2分，全對得2分，只選1個且正確的得1分，選錯1個扣1分，扣完為止）

（3）(b－a－4c)/2（3分）

（4）CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O（3分） 3.2g（3分，數值正確、未寫單位的扣1分）

【解析】

試題分析：（1） 甲醇分子的正負電荷重心不重合，所以甲醇是極性分子；

（2）①：設消耗CO的物質的量為xmol，則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

開始時（mol） 1 2 0

消耗（mol） x 2x x

平衡時（mol）1-x 2-2x x

根據題意可得1-x+2-2x+x=3/5(1+2)

解得x=0.6

所以CO的轉化率為0.6mol/1mol×100%=60%

②A、未指明正逆反應且比例關系不符合化學計量數之比，錯誤；B、CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率，均是正反應速率，未達平衡也符合，錯誤；C、恒容條件下，該反應的氣體壓強開始時一直減小，達平衡時不再變化，正確；D、恒容條件下，氣體的總質量不變，所以氣體的密度始終不變，錯誤；E、該反應中的氣體均無色，錯誤；F、氣體的總質量不變，物質的量在減小，混合氣體的平均相對分子質量在減小，達平衡時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，正確，答案選CF。

（3）根據蓋斯定律，目標方程式=1/2(①-②)+2×③，所以△H=1/2（b-a）-2c=(b－a－4c)/2；

（4）①燃料電池的負極是燃料發(fā)生氧化反應，結合電解質溶液，所以負極的電極反應式為

CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O

②溶液中各離子的物質的量分別為：n(Cu2+)=0.1mol,n(Cl-)=0.4mol,電解開始時，陽極是氯離子放電生成氯氣2Cl---2e-=Cl2↑,陰極是Cu2++2e-==Cu，當0.1molCu2+放電完畢后H+放電2H++2e-==H2↑，此時陽極生成0.1mol氯氣；隨后陰極和陽極產生的氫氣和氯氣的物質的量相等，只有氯離子放電完畢后，才有可能兩極產生的氣體體積相等。當氯離子放電完畢，OH-開始放電時兩極產生的氣體的物質的量分別是陽極：Cl2 0.2mol,陰極：H2 0.1mol；設當生成O2xmol時兩極產生的氣體相等，則陰極又產生H22xmol，所以0.2+x=0.1+2x,解得x=0.1mol，所以氧氣得質量為3.2g；

考點：考查分子極性的判斷，化學平衡的計算，蓋斯定律的應用， 電化學原理的應用