Question

【题目】在已经发现的一百多种元素中，除稀有气体外，非金属元素只有十多种，但与生产生活有密切的联系。

（1）为了提高煤的利用率，常将其气化为可燃性气体，主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气，化学反应方程式为___。

（2）氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大，反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。

①合成氨的反应中的能量变化如图所示。该反应是___反应（填“吸热”或“放热”），其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量___（填“大于”或“小于”）生成物化学键形成放出的总能量。

②在一定条件下，将一定量的N2和H2的混合气体充入某密闭容器中，一段时间后，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是____（填序号）。

A．容器中N2、H2、NH3共存 B．N2、NH3浓度相等

C．N2、H2、NH3的物质的量之比为1:3:2 D．容器中的压强不随时间变化

（3）工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气、烧碱和氢气。其化学反应方程式为____。用氯气和烧碱可进一步反应，制得消毒液，反应的离子方程式为___。

（4）如图是某笔记本电脑使用的甲醇空气燃料电池的结构示意图。放电时甲醇应从__处通入（填“a”或“b”），电池内部H+向__（填“左”或“右”）移动，写出负极的电极反应式__。

Answer 1

【答案】C(s)+H2O(g)CO (g)+H2(g) 放热 小于 d 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O a 右 2CH3OH+2H2O12e ═2CO2+12H+

【解析】

(1)C与水反应生成CO和氢气，结合化合价的变化分析解答；

(2)①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量；断裂化学键吸收能量，生成化学键释放能量；②平衡时正逆反应速率相等，结合平衡特征分析判断；

(3)电解饱和食盐水反应生成氯气、烧碱和氢气，据此书写反应的方程式，漂白液的主要成是氯化钠与次氯酸钠；

(4) 根据电子流向可知a为负极，负极发生氧化反应，b为正极发生还原反应，溶液中阳离子移向正极。

(1)C与水反应生成CO和氢气，反应为C(s)+H2O(g)CO (g)+H2(g)；

(2)①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，断裂化学键吸收能量，生成化学键释放能量，△H=断裂化学键吸收能量-生成化学键释放能量＜0，可知断裂化学键吸收能量小于生成化学键释放能量，故答案为：放热；小于；

②a．反应为可逆反应，容器中N2、H2、NH3共存不能判断是否为平衡状态，a项错误；b．N2、NH3的浓度取决于起始浓度与转化率，N2、NH3浓度相等不能判断是否为平衡状态，b项错误；

c．N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2，物质的量取决于起始物质的量与转化率，不能判断是否为平衡状态，c项错误；

d．该反应为反应前后气体物质的量不等的反应，则容器中的压强不随时间变化，说明反应达到平衡状态，d项正确；

故答案为：d；

(3)电解饱和食盐水可以制取氯气、烧碱和氢气，反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；氯气与氢氧化钠反应会生成氯化钠、次氯酸钠和水，制得漂白液，其离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O，

故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O；

(4) 原电池中电子从负极经外电路流向正极，根据电子流向可知a电极为负极，甲醇在负极上发生氧化反应，电极反应式为2CH3OH+2H2O12e ═2CO2+12H+，

故答案为：a；右； 2CH3OH+2H2O12e ═2CO2+12H+。