Question

Ⅰ．已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=^_1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44.0kJ?mol^-1
寫(xiě)出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

 

．
Ⅱ．甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)方程式如下：CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）；△H＞0
（1）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1mol CH₃OH（g）和3mol H₂O（g），20s后，測(cè)得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍，則用甲醇表示該反應(yīng)的速率為

 

．
（2）判斷（1）中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填序號(hào)）

 

．
①v_正（CH₃OH）=3v_逆（H₂）　  
②混合氣體的密度不變　 
③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變     
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化     
⑤CO₂和H₂的濃度之比為1：3
（3）圖1中P是可自由平行滑動(dòng)的活塞，關(guān)閉K，在相同溫度時(shí)，向A容器中充入1mol CH₃OH（g）和2mol H₂O（g），向B容器中充入1.2mol CH₃OH（g）和2.4mol H₂O（g），兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)．已知起始時(shí)容器A和B的體積均為a L，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為1.5a L，容器B中CH₃OH轉(zhuǎn)化率為

 

；維持其他條件不變，若打開(kāi)K一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡，容器B的體積為

 

L（連通管中氣體體積忽略不計(jì)，且不考慮溫度的影響）．

Ⅲ．如圖2甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）若兩池中均盛放CuSO₄溶液
①甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為

 

．
②如果起始時(shí)乙池盛有200mL CuSO₄溶液，電解一段時(shí)間后溶液藍(lán)色變淺，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需要向溶液中加入0.8g CuO，則其電解后的pH為

 

（忽略溶液體積的變化）．
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡建立的過(guò)程,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：Ⅰ、依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
Ⅱ、（1）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比；
（2）化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分濃度保持不變分析選項(xiàng)；
（3）①依據(jù)恒溫恒容、恒溫恒壓容器變化，結(jié)合反應(yīng)平衡特征分析判斷，壓強(qiáng)變化和物質(zhì)的量變化成正比；
②打開(kāi)KAB組成的是恒溫恒壓容器，依據(jù)壓強(qiáng)變化和物質(zhì)的量變化成正比計(jì)算得到；
Ⅲ、（1）①甲池是原電池裝置，鐵做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳做正極溶液中銅離子得到電子生成銅；
②依據(jù)電解硫酸銅溶液后加入氧化銅恢復(fù)原來(lái)溶液濃度，說(shuō)明加入的氧化銅和生成的硫酸前后反應(yīng)計(jì)算得到溶液中氫離子濃度，計(jì)算溶液pH；
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中是鐵的吸氧腐蝕，石墨棒上的電極反應(yīng)為溶液中氧氣得到電子生成氫氧根離子的電極反應(yīng)．

解答： 解：Ⅰ、①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=^_1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-②×4得到CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=^_725.8kJ?mol^-1；
故答案為：CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=^_725.8kJ?mol^-1；
Ⅱ．（1）設(shè)反應(yīng)的甲醇物質(zhì)的量為x
             CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 1         3         0        0
變化量（mol） x         x        x         3x
20s量 （mol） 1-x      3-x       x        3x
20s后，測(cè)得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍，4+2x=1.2×4
x=0.4mol
v（CH₃OH）=

0.4mol 2L

20s

=0.01mol/L?s；
故答案為：0.01mol/L?s；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是正逆反應(yīng)速率相同，
①v_正（CH₃OH）=v_正（CO₂）是反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，不能說(shuō)你反應(yīng)達(dá)到平衡，故①不符合；
②反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，反應(yīng)過(guò)程中密度不變，混合氣體的密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故②不符合；
③反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量增大，質(zhì)量守恒，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故③符合；
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化是平衡標(biāo)志，故④符合；
故答案為：③④；
（3）B容器的體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍，增加的氣體的物質(zhì)的量為3.6 mol×0.5=1.8 mol，依據(jù)化學(xué)方程式可知增加2mol，反應(yīng)甲醇1mol，則反應(yīng)的甲醇的物質(zhì)的量為0.9 mol，CH₃OH的轉(zhuǎn)化率=

0.9mol

1.2mol

×100%=75%；②打開(kāi)K時(shí)，AB組成一個(gè)等溫等壓容器，相應(yīng)的起始投入總物質(zhì)的量與平衡的總體積成正比，設(shè)打開(kāi)K重新達(dá)到平衡后總的體積為x，則x：（3+3.6）=1.5a：3.6
求得x=2.75a，所以B的體積為2.75a-a=1.75a，
故答案為：75%；1.75a；
Ⅲ．（1）①甲池是原電池裝置，鐵做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳做正極溶液中銅離子得到電子生成銅，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②如果起始時(shí)乙池盛有200mL CuSO₄溶液，電解一段時(shí)間后溶液藍(lán)色變淺，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需要向溶液中加入0.8g CuO，物質(zhì)的量為0.01mol，依據(jù)反應(yīng)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，所以生成的硫酸物質(zhì)的量為0.01mol，溶液中氫離子濃度c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，則其電解后的pH為1，
故答案為：1；
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中是鐵的吸氧腐蝕，石墨棒上的電極反應(yīng)為溶液中氧氣得到電子生成氫氧根離子的電極反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡三段式計(jì)算，平衡標(biāo)志的分析判斷，恒溫恒容容器，恒溫恒壓容器的分析判斷是解題關(guān)鍵，氣體壓強(qiáng)之比和物質(zhì)的量之比成正比例，題目難度較大．