Question

【题目】I．甲醇是一种重要化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

（1）已知：CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H=+84 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ/mol。工业上常以甲醇为原料制取甲醛，请写出 CH3OH (g)与O2 (g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式：_______________________。

（2）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。该电池负极的电极反应式为________________。

Ⅱ．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)+O2 (g)2NO2 (g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）如图所示，表示NO2变化曲线的是_______，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v=_______。

（2）能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。

a．v(NO2) =2V(O2) b．容器内压强保持不变

c．体系颜色不再改变 d．容器内密度保持不变

Answer 1

【答案】 2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) ΔH=-316 kJ·mol-1 CH3OH-6e-+8OH- = 6H2O b 1.25×10-3mol·(L·s)－1 bc

【解析】I．（1）已知①CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H=+84 kJ/mol ；②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ/mol。由①②得2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)，ΔH=（+84 kJ/mol）+（-484 kJ/mol）= -316 kJ·mol-1。所以 CH3OH (g)与O2 (g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式为2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) ΔH=-316 kJ·mol-1。

（2）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，电极反应为2CH3OH+3O2+4OH- = 2 CO32-+6H2O，正极的反应式为3O2+6 H2O +12e- =12OH-。该电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH- = 6H2O。

Ⅱ．由表中数据可知，反应从正反应开始发生，NO的物质的量逐渐减小，到第3s达到平衡，NO的变化量为0.013mol，所以NO2的变化量也是0.013mol，NO2的平衡浓度是0.0065mol/L。

（1）表示NO2变化曲线的是b，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(O2)= v(NO)= 1.25×10-3mol·(L·s)－1 。

（2）a．v(NO2) =2V(O2)，不能说明正反应速率和逆反应速率相等；b．该反应是一个气体分子数减少的反应，所以容器内压强是一个变量，当容器内压强保持不变时反应达到平衡；c．反应混合物中只有二氧化氮是有色气体，当二氧化氮的浓度不再变化时，体系颜色就不再改变，反应达到平衡；d．在反应过程中气体的质量和体积都保持不变，所以容器内密度保持不变，无法判断反应是否达到平衡。综上所述，能说明该反应已达到平衡状态的是bc。