Question

【題目】(1)甲醇（CH3OH）是一種重要的化工原料。已知

CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g) ； △H = -443.64 kJ·mol-1

2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ； △H = -566.00 kJ·mol-1

H2O(1) = H2O (g) ； △H = +44.00 kJ·mol-1

①試寫出能表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式:________________________________。試利用熱化學(xué)方程式計算，完全燃燒16g甲醇生成CO2和H2O(l)時，放出的熱量為__________kJ。

②科研人員新近開發(fā)出一種由甲醇和氧氣以強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池。據(jù)此回答下列問題：氧氣在________極反應(yīng)；通入甲醇的電極反應(yīng)式為________________________________。

(2)800℃時A、B、C三種氣體在恒容密閉容器中反應(yīng)時的濃度變化如圖所示，分析圖像，回答下列問題：

①該反應(yīng)的方程式為_____________________________________________。

②2min內(nèi)，用B表示的反應(yīng)速率為__________________。

③下列能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______________。

A.體系壓強保持不變 B.容器中氣體密度保持不變

C.混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變 D.每消耗2mol A的同時生成1mol C

E. A、B、C濃度之比為2：2：1 F.混合氣體中A的質(zhì)量分數(shù)保持不變

④為加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率，可采取的措施是_______________。

A.恒容通入He B.分離出B C.選擇高效的催化劑 D.適當升高體系溫度

Answer 1

【答案】CH3OH(1)+O2(g) = CO2(g) + 2H2O(1) △H= -814.64kJ·mol-1 407.32 正 CH3OH + 8OH--6e-= CO32-+ 6H2O 2A(g) 2B(g)+C(g) 0.1mol /(L·min) ACF CD

【解析】

(1) ① 甲醇燃燒熱是1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的能量；②氧氣在正極得電子生成氫氧根離子；甲醇在負極失電子生成碳酸根離子；

(2) ① 根據(jù)圖像，A的濃度降低，A是反應(yīng)物；B、C的濃度升高，B、C是生成物；根據(jù)濃度的變化量比等于系數(shù)比書寫方程式。②根據(jù)計算反應(yīng)速率；③根據(jù)平衡標志判斷；④根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析。

(1) ①Ⅰ、 CH3OH(1) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(g)；△H = -443.64kJ·mol-1

Ⅱ、2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g)；△H = -566.00 kJ·mol-1

Ⅲ、H2O(1) = H2O (g)；△H = +44.00 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ＋Ⅱ×－Ⅲ×2得CH3OH(1)+O2(g) = CO2(g) + 2H2O(1)；△H= -814.64kJ·mol-1，根據(jù)熱化學(xué)方程式，完全燃燒16g甲醇生成CO2和H2O(l)時，放出的熱量為814.64kJ·mol－1 =407.32kJ；

②氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以氧氣在正極通入，甲醇在負極失電子生成碳酸根離子，通入甲醇的電極反應(yīng)式為CH3OH + 8OH--6e-= CO32-+ 6H2O；

(2) ① 根據(jù)圖像，A的濃度降低，A是反應(yīng)物；B、C的濃度升高，B、C是生成物；A的濃度變化是0.2mol/L、B的濃度變化是0.2mol/L、C的濃度變化是0.1mol/L，濃度的變化量比等于系數(shù)比，反應(yīng)方程式是2A(g)2B(g)+C(g)；

②=0.1mol/(L·min)；

③A. 反應(yīng)2A(g)2B(g)+C(g)，正反應(yīng)氣體系數(shù)和增大，壓強是變量，體系壓強保持不變，一定達到平衡狀態(tài)，A正確；

B.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變，密度是恒量，容器中氣體密度保持不變，不一定平衡，B錯誤；

C. 反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、氣體物質(zhì)的量減小，混合氣體平均摩爾質(zhì)量是變量，混合氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變，一定達到平衡狀態(tài)，C正確；

D.每消耗2mol A的同時生成1mol C，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，不一定達到平衡狀態(tài)，D錯誤；

E. A、B、C濃度之比為2：2：1，濃度不一定不變，所以不一定達到平衡狀態(tài)，E錯誤；

F.根據(jù)平衡定義，混合氣體中A的質(zhì)量分數(shù)保持不變，一定達到平衡狀態(tài)，F正確；

故選ACF；

④A.恒容通入He ，濃度不變，反應(yīng)速率不變，A錯誤；

B.分離出B，濃度減小，反應(yīng)速率減慢，B錯誤；

C.選擇高效的催化劑，能加快反應(yīng)速率，C正確；

D.適當升高體系溫度，反應(yīng)速率一定加快，D正確；

故選CD。