题目内容
【题目】（14分）甲醇是一种重要的可再生能源。
（1）已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH =a KJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH =b KJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式： 。
（2）还可以通过下列反应制备甲醇：CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g)。
甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡，用H2表示平均反应速率υ(H2)= _。
（3）在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2，CO的平衡转化率随温度（T压强（P）的变化如乙图所示。
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_______。（填字母）
A．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B．H2的体积分数不再改变
C．体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA________PB（填“＞、＜、=”）。
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 molCO和20 molH2，则在平衡状态B时容器的体积V(B)= L。
（4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）。
①若KOH溶液足量，则写出电池总反应的离子方程式：___________________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8 mol，当有0.5 mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
【答案】 (1) 2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) ΔH=(a+2b)kJ/mol (2分) (2) 0.15mol/(L·min) (2分)
(3) ①BD (2分) ② ＜(2分) ③ 14L (2分) (4) ① 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O(2分)
②C(K+)>C(CO32-)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)(2分)
【解析】
试题分析：(1) 将给出的反应分别标为：①、②，根据盖斯定律，把①+②×2可得CH4和O2制取甲醇的热化学方程式：2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) ΔH=(a+2b)kJ/mol。(2) 从图可以看出CO的浓度减小了0.75mol/L，根据反应的化学计量数，H2的浓度改变了1.5mol/L，反应达到平衡的时间为10min，则υ(H2)= 1.5mol/L÷10min=0.15mol/(L·min)。(3) ①化学反应速率之比等于化学计量数之比，不管在任何时候，H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍，A错；H2的体积分数不再改变说明体系中各物质的浓度不再改变，反应达到了平衡，B对；H2的转化率和CO的转化率相等不能说明物质的浓度不再改变和同种物质的正逆反应速率相等，C错；反应是气体物质的量改变的反应，如果反应没有达到平衡，气体的物质的量会发生改变，平均摩尔质量也会改变，现平均摩尔质量不再改变，说明气体的生成和消耗速率相等，反应到达了平衡，D对。②从图可以看出B的CO的转化率较大，根据反应的特点，压强增大平衡向正向移动，现B点的转化率较大，说明B点的压强大，故PA ＜PB 。③A点是CO的转化率为0.5，10 mol CO和20 mol H2反应后气体总物质的量为20mol，在B点CO的转化率为0.8，10 mol CO和20 mol H2反应后气体的总物质的量为14mol，设B点的体积为VL。则20mol︰14 mol=20L︰V，V=14L。（4）由于是在碱性电解质溶液中，产生的CO2还要与碱反应，反应的方程式为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O。②根据KOH和CO2的物质的量可知生成的CO2发生反应：CO2+2OH—═CO32—，CO32—+ CO2+H2O═HCO3—,0.8mol的KOH反应完时消耗0.4mol的CO2，生成0.4mol的CO32—，剩余的0.1mol的CO2与CO32—反应生成0.1mol的HCO3—，故溶液中有0.3mol的K2CO3、0.1mol的KHCO3，故离子浓度大小顺序为：C(K+)>C(CO32-)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)
【题目】防治雾雾霾天气的主要措施有机动车临时交通管制、工矿企业停业限产、扬尘污染控制等。
(l) PM2.5是环保部门监测空气质量的重要指标。将某PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样，测得试样中无机离子的种类和平均浓度如下表：
离子种类 | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- |
浓度/(mol/L) | 2.0×l0-6 | 2.8×10-5 | 3.5×10-5 | 6.0×l0-5 |
则试样的pH为____________。
(2）雾霾的主要成分之一是来自汽车尾气的氮氧化物，研究表明CH4可以消除汽车尾气中氮氧化物的污染。
① CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝-889.6KJ/mol
② N2(g)+2O2(g)=2NO2（g）ΔH=＋67.2KJ/mol
③ 2NO2(g) 
N2O4(g) ΔH＝-56.9KJ/mol
写出甲烷气体催化还原N2O4气体生成稳定的单质气体、二氧化碳气体和液态水的热化学方程式：_____。
(3）一定条件下，以CO 和H2合成清洁能源CH3OH，其热化学方程式为CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) ΔH,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：
①该可逆反应的ΔH_____0（填“>”“<”“=”）。A，B, C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_________。压强：p1_______p2（填“>”“<”“=”）。在T1条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v正________v逆（填“>”“<”“=”）。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是__________（填字母）
A. CO的体积分数保持不变
B．容器内混合气体的密度保持不变
C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度
③向恒压密闭容器中充入2mol CO和4mol H2，在p2、T2条件下达到平衡状态C点，此时容器容积为2L，则在该条件下反应的平街常数K为______________。
【题目】磺化钠在医药中用作甲状腺肿瘤防治剂、袪痰剂和利尿剂，也用作食品添加剂、感光剂等。工业上用水合肼(N2H4·H2O)还原法制取碘化钠固体，其制备流程如图所示：
己知：N2H4·H2O在100℃以上分解。
(1)在合成NaI的过程中，可能混有的物质是_______，生产过程中要适当补充NaOH，目的是________。
(2)在还原过程中，为了防止水合肼(N2H4·H2O)高温分解，反应温度控制在60~70℃，温度也不能过低，其原因是___________。工业上也可以用硫化钠或铁屑还原碘酸钠制备碘化钠，但水合肼还原法制得的产品纯度更高，其原因是_____________________。
(3)请设计一个简单的实验来检验还原液中是否含有IO3-：__________________。(可供选择的试剂：稀硫酸、淀粉溶液、FeCl3溶液)
(4)测定产品中NaI含量的实验步骤如下：
a.称取4.000 g样品并溶解，在250 mL容量瓶中定容；
b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中，然后加入足量的FeCl3溶液，充分反应后，再加入A溶液作指示剂；
c.用0.1000mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至终点(发生反应方程式为：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，重复测定3次，所得的相关数据如表所示：
测定序号 | 待测体积/ml | 盛装标准滴定管的起点读数/ml | 盛装标准滴定管的终点读数/ml |
1 | 25.00 | 0.06 | 24.04 |
2 | 25.00 | 0.02 | 24.02 |
3 | 25.00 | 0.12 | 24.14 |
①在滴定过程中，Na2S2O3溶液应放___________(填仪器)中；加入的A物质为____________(填名称)。
②滴定终点观察到的现象为_______________________。
③该样品中NaI的含量为_______________________。
④若用上述方法测得NaI的含量偏低(忽略测定过程中的误差)，则可能的原因是_________________。
(5)碘化钠固体的保存方法是_______________________。