Question

【题目】Ⅰ.CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。已知：

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH 1=a kJ/mol

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH 2=b kJ/mol

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH 3=c kJ/mol

（1）求反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH = kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。

（2）一定条件下，等物质的量的（1）中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3)，同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为 。

（3）用Cu2Al2O4做催化剂，一定条件下发生反应：CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)，温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：

①250～300℃时，乙酸的生成速率降低的原因是 。

②300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是 。

Ⅱ.钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2Sx )分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质，其反应原理如图所示：

Na2Sx 2Na+xS (3<x<5)

物质	Na	S	Al2O3
熔点/℃	97.8	115	2050
沸点/℃	892	444.6	2980

（4）根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为 (填字母序号)。

A．100℃以下

B．100℃～300℃

C．300℃～350℃

D．350℃～2050℃

（5）关于钠硫电池，下列说法正确的是 (填字母序号)。

A．放电时，电极A为负极

B．放电时，Na+的移动方向为从B到A

C．充电时，电极A应连接电源的正极

D．充电时电极B的电极反应式为2exS

（6）25℃时，若用钠硫电池作为电源电解500mL 0.2mol/L NaCl溶液，当溶液的pH变为13时，电路中通过的电子的物质的量为 mol，两极的反应物的质量差为 g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）a +2b –2c

（2）3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2

（3）①催化剂的催化效率降低，化学反应速率降低 ②温度升高，化学反应速率加快

Ⅱ.（4）C

（5）AD

（6）0.05 2.3

【解析】本题考查了盖斯定律的应用、氧化还原反应方程式书写、影响反应速率的因素、原电池和电解池。

Ⅰ.（1）已知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1=a kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ/mol

③2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H3=c kJ/mol

据盖斯定律，①+2×②2×③得：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=(a+2b2c)kJ/mol；

（2）根据反应物和生成物可知，参与大气循环的无机化合物为二氧化碳，据原子守恒书写化学方程式为：3CO+3H2CH3OCH3+CO2；

（3）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；

②温度升高，化学反应速率加快，故答案为：温度升高，化学反应速率加快；

Ⅱ.（4）原电池工作时，控制的温度应为满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115℃而低于444.6℃，只有C符合；

（5）A．通过以上分析知，充电时A是阴极，应该连接电源负极，正确；B．放电时，B是正极、A是负极，Na+由A向B移动，错误；C．充电时，电极A发生还原反应，应连接电源的负极，错误；D．充电时，B是阳极，电极反应式为2exS，正确；故答案为：AD；

（6）电解NaCl溶液的反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，每生成2 mol NaOH转移电子2 mol，当溶液的pH变为13时，c(OH)=0.1 mol/L，生成NaOH物质的量为0.05 mol，转移电子0.05 mol；转移0.05 mol电子，负极Na质量减少1.15 g，正极质量变化1.15 g，两极的反应物的质量差为2.3 g。