Question

【题目】Ⅰ．甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2===2CO＋2H2，1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则：

(1)下图能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。

(2)若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随时间的变化如图所示，则CH4的转化率为________。

Ⅱ． CO和H2也可由反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0得到。

（1）一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。则p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)。A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为________________。

（2）100 ℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填序号)。

a．容器的压强恒定　　　　b．容器内气体密度恒定

c．3v正(CH4)＝v逆(H2)　　　d．单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2

Ⅲ．NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。常温下，现向100 mL 0.1 mol·L1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L1 NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

（1）b点时，溶液呈酸性的原因是____________________________。

（2）在c点，溶液中各离子浓度的关系正确的是____。

A．c(H+)+c(Na+)+c(NH4+)=c(OH)+2c(SO42-)

B．c(Na+)> c(NH4+)> c(SO42-)>c(H+)=c(OH)

C．c(Na+)> c(SO42-)> c(NH4+)>c(H+)=c(OH)

D．c(NH4+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH)

Ⅳ．以H2、O2、熔融Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其中P端通入CO2。

（1）石墨Ⅰ电极上的电极反应式为_________________________。

（2）通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是________(填序号)。

A．X、Y两端都必须用铁作电极

B．可以用NaOH溶液作电解液

C．阴极发生的反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．白色沉淀只能在阳极上产生

Answer 1

【答案】 D 63.0% < KA<KB<KC ac NH4+水解使溶液呈酸性 AC H2－2e－＋CO===CO2＋H2O BC

【解析】Ⅰ．(1) 1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则1mol甲烷即16g甲烷完全反应可释放15.46 kJ×16＝247.36kJ的热量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此选项D符合，答案选D。(2)根据图像可知平衡时放热是155.8kJ，所以根据（1）中数据可知消耗甲烷是155.8/247.36=0.63mol，所以CH4的转化率为63.0%；

Ⅱ． CO和H2也可由反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0得到。

（1）正反应是体积增大的可逆反应，增大压强平衡向逆反应方向进行，甲烷的转化率降低，所以根据图像可知p1＜p2。平衡常数只与温度有关系，正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向进行，平衡常数增大，所以A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为KA<KB<KC。（2）a．正反应体积增加，当容器的压强恒定时反应达到平衡状态，a正确；b．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内气体密度恒定不能说明反应达到平衡状态，b错误；c．3v正(CH4)＝v逆(H2)表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，c正确；d．单位时间内消耗0.1 mol CH4同时一定生成0.3 mol H2，不能说明，d错误，答案选ac；

Ⅲ．（1）b点时加入100nL氢氧化钠，生成硫酸钠和硫酸铵，铵根水解溶液显酸性；（2）在c点溶液显中性，则A．根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)+c(NH4+)＝c(OH)+2c(SO42-)，A正确；B．c是硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合溶液，则c(Na+)>c(SO42-)> c(NH4+)>c(H+)=c(OH)，B错误；C．根据B中分析可知C正确；D．根据B中分析可知D错误，答案选AC；

Ⅳ．（1）石墨Ⅰ通入氢气，是负极，电极上的电极反应式为H2－2e－＋CO32－＝CO2＋H2O。（2）A．要制备氢氧化亚铁，则阳极材料必须是铁，阴极不一定是铁，A错误；

B．阳极产生的亚铁离子结合氢氧根转化为氢氧化亚铁，则可以用NaOH溶液作电解液，B正确；C．阴极发生得到电子的还原反应，即反应是2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，C正确；D．电解池中阳离子向阴极移动，与氢氧根结合生成白色沉淀氢氧化亚铁，D错误，答案选BC。