题目内容
开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1) ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为___________。
②100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中,发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
如果达到平衡时CH4的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K =___________
(3)某实验小组利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为___________。
(共12分)(每空2分)
(1)CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(1) ΔH =" –442.8" kJ·mol– 1;
(2)① < ; KC = KB >KA ;
② cd ; 2.25 ;
(3)CO – 2e– + 4 OH- = CO32-+ 2H2O
解析试题分析:
(1)不完全燃烧生成CO 和H2O ,由(①-②)*1/2+2*③得:方程式CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(1) ΔH =" –442.8" kJ·mol– 1;
(2)①CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0 温度升高,CH4转化率增大,由图,P相等,A——B CH4转化率增大,Tl < T2。 B和C点温度相同,平衡常数相等。因Tl < T2 ,反应是吸热反应,故有KC = KB >KA 。
②对于前后系数不等的反应,“容器的压强恒定”可做标志。CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
v正(CH4) : v逆(H2)=1:3 变形有3v正(CH4) = v逆(H2)。
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
初 1 2 0 0
变 1*0.5 0.5 0.5 3*0.5
平 0.5 1.5 0.5 1.5 K=0.5*1.53/ 0.5* 1.5 = 2.25
(3)总:CO+1/2 O2 +2OH-= CO32-+ H2O 正极:1/2 O2+2 e–= 2OH- 负极=总-正极
负极:得CO – 2e– + 4 OH- = CO32-+ 2H2O 。
考点:本题考查盖斯定律、平衡移动、平衡常数、平衡计算、原电池等知识。

氢氧两种元素形成的常见物质有H2O与H2O2,在一定条件下均可分解。
(1)已知:
化学键 | 断开1mol化学键所需的能量(kJ) |
H—H | 436 |
O—H | 463 |
O=O | 498 |
②H2O(g)分解的热化学方程式是 。
③11.2 L(标准状况)的H2完全燃烧,生成气态水,放出 kJ的热量。
(2)某同学以H2O2分解为例,探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下,按照如表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 | |
a | 50 mL 5% H2O2溶液 | | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
b | 50 mL 5% H2O2溶液 | 少量浓盐酸 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
c | 50 mL 5% H2O2溶液 | 少量浓NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
d | 50 mL 5% H2O2溶液 | | MnO2 |


图1 图2
由该图能够得出的实验结论是_________。
②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因: 。
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H= -28.5 kJ·(mol-1
(1)已知:C(石墨)+CO2(g)2CO(g) △H=" +" 172.5 kJ·mol-1
则反应:Fe2O3(S) +3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) △H= kJ·mol-1
(2)冶炼铁反应 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5 kJ·mol-1的平衡常数表达式K= ,温度降低后,K值 .(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在ToC时,该反应的平衡常数K=27,在1L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡.
| Fe2 O3 | CO | Fe | CO2 |
甲容器 | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
乙容器 | 1.0 mol | 2.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
①甲容器中CO的平衡转化率为
②下列说法正确的是 (填字母)。
a.乙容器中CO的平衡转化率小于甲容器
b.甲、乙容器中,CO2的平衡浓度之比为2:3
c.当容器内气体压强保持不变时,标志反应达到平衡状态
d.当容器中气体密度保持不变时,标志反应达到平衡状态
(4)钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
①下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀 (填编号)。

②在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图:A电极对应的金属是 (写元素名称),B电极的电极反应式是 。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因 。
合成氨工业对国防具有重要意义,如制硝酸、合成纤维以及染料等
(1)已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 | N≡N | H—H | N—H |
键能kJ·mol-1 | 946 | 436 | 390 |
合成氨的热化学反应方程式为 。
(2)常温下,向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2,有NaHCO3固体析出,该反应的化学方程式为 ;所得溶液中离子的电荷守恒式是 ;若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气,则没有NaHCO3固体析出,原因是 。
(3)氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为 (填“向a极”或“向b极”),电解过程中,b极区的pH (填“增大”或“减小”或“不变”),阳极反应方程式为 。