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

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

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

①該反應的方程式為_____________________________________________。

②2min內，用B表示的反應速率為__________________。

③下列能說明該反應達到平衡狀態的是_______________。

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的質量分數保持不變

④為加快該反應的反應速率，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 根據圖像，A的濃度降低，A是反應物；B、C的濃度升高，B、C是生成物；根據濃度的變化量比等于系數比書寫方程式。②根據計算反應速率；③根據平衡標志判斷；④根據影響反應速率的因素分析。

(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

根據蓋斯定律，Ⅰ＋Ⅱ×－Ⅲ×2得CH3OH(1)+O2(g) = CO2(g) + 2H2O(1)；△H= -814.64kJ·mol-1，根據熱化學方程式，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氧氣得電子發生還原反應，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式為CH3OH + 8OH--6e-= CO32-+ 6H2O；

(2) ① 根據圖像，A的濃度降低，A是反應物；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比，反應方程式是2A(g)2B(g)+C(g)；

②=0.1mol/(L·min)；

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

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

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

F.根據平衡定義，混合氣體中A的質量分數保持不變，一定達到平衡狀態，F正確；

故選ACF；

④A.恒容通入He ，濃度不變，反應速率不變，A錯誤；

B.分離出B，濃度減小，反應速率減慢，B錯誤；

C.選擇高效的催化劑，能加快反應速率，C正確；

D.適當升高體系溫度，反應速率一定加快，D正確；

故選CD。