Question

【题目】Ⅰ. CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

(1)已知CH3OH(g)＋1/2O2(g) CO2(g)＋2H2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是______(填字母)。

a．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程

b．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2

c．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化

d．1 mol H—O键断裂的同时2 mol C===O键断裂，则反应达最大限度

(2)某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c(O2)＝0.2mol·L－1,4min内平均反应速率v(H2)＝________________，则CH3OH的转化率为___________。

Ⅱ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如下图。

(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)______________________________。

(2)a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是___________。

Ⅲ.当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为________，负极的电极反应式为_______________________________。当反应中收集到标准状况下224 mL气体时，消耗的a电极质量为________g。

Answer 1

【答案】cd 0.8 mol·L－1·min－1 64% Y2X bd Mg Al-3e-+4OH-= AlO2-+2H2O 0.18

【解析】

(1)从所给图示判断出该反应为放热反应。（2）利用化学反应速率定义式和转化率的定义式进行直接计算。（3）从图示中找出两种物质的变化配比，写出可逆反应方程式。

I．（1）由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，a项错误；

化学反应速率之比等于化学计量数之比，氢气生成速率与甲醇消耗速率之比为2：1，b项错误；

物质不同，含有的能量不同，物质改变，能量必然变化，所以任何化学反应，在发生物质变化的同时，必伴随着能量的变化，c项正确；

当有1 mol H-O键断裂的同时2 mol C=O键断裂，说明V正=V逆，即可逆反应达到了平衡，d项正确；所以答案选择cd项；

（2）平衡时氧气浓度为0.2mol·L－1，则O2反应消耗的量为：2mol-2L×0.2mol·L－1=1.6mol，甲醇消耗的量为3.2mol，则生成氢气的量为：1.6mol×4=6.4mol，故v(H2)=(6.4mol÷2L)÷8min=0.8mol·L－1·min－1；甲醇的转化率为(3.2mol÷5mol)×100％=64％；

II．（1）由0~25min两种物质浓度变化可知消耗0.8mol的X可生成0.4mol的Y，则反应方程式为：Y2X；

（2）观察图示可以看出，b、d两点物质浓度不再发生变化，反应处于平衡状态；

III．注意电解质为氢氧化钠溶液，则反应物质为铝，作负极，该电池的正极为Mg；负极铝的电极反应式为：Al-3e-+4OH-= AlO2-+2H2O；标准状况下224mL气体的物质的量为0.01mol，根据反应方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可计算出消耗的铝的物质的量为0.01÷3×2mol，其质量为27g/mol×0.01÷3×2mol=0.18g。