题目内容
【题目】化学平衡原理是中学化学学习的重要内容，请回答下列问题：
甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气（主要成分CO、H2）制备甲醇。
（1）己知：CO、H2、CH3OH、的燃烧热（△H）分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol，请写出合成气制备甲醇的热化学方程式 。
（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是______（填选项字母）。
（3）在T1℃时，在体积为5 L的恒容容器中充入3 mol的合成气，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）／n（CO）的关系如图所示。H2和CO按2:1投入时经过5 min达到平衡，则5 min内用H2表示的反应速率为v（H2）=_______。温度不变，当
时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。
（4）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：________________________。
（5）水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-。与水电离相似，甲醇也能发生自偶电离，请写出甲醇的自偶电离方程式_______________________________________，往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠，则反应后的混合液中的电荷守恒式_____________________________。
【答案】（1）CO（g）+2H2（g）
CH3OH（l） △H= -574.4kJ/mol （3分） （2）D（2分）
（3）0.06 molL-1min-1 （2分）、F（2分）
（4）6ClO2 +5CH3OH＝5CO2 +6Cl -+6H++7H2O（2分）
（5）CH3OH+CH3OHCH3OH2++CH3O -（2分） c（CH3OH2+）+ c（Na+）＝c（CH3O -）（2分）
【解析】
试题分析：（1）己知：CO、H2、CH3OH、的燃烧热（△H）分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol，则①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJmol-1
②2H2（g） + O2（g） = 2H2O（l） △H=－483.6kJ/mol
③CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-192.2kJmol-1
由盖斯定律可知①+②-③得反应CO（g） + 2H2（g）＝CH3OH（l的△H＝（-283-483.6+192.2）kJmol-1＝－574.4kJ/mol。
（2）A、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，而t1时刻V正最大，之后速率减小，A错误；B、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图像与实际符合，B错误；C、t1时刻后一氧化碳、甲醇的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，C错误；D、t1时刻，CO的质量分数为定值，处于平衡状态，图像与实际符合，D正确；答案选D。
（3）根据图像可知H2和CO按2:1投入平衡时甲醇的含量是0.5，则根据方程式可知
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
起始量（mol） 1 2 0
平衡量（mol） n 2n n
转化量（mol）1－n 2－2n n
因此有
解得n＝0.75
所以5 min内用H2表示的反应速率为
＝0.06 molL-1min-1。
温度不变，当
时氢气的物质的量增加，CO的转化率增大，但氢气的转化率减小，因此产生的甲醇的物质的量减小，所以达到平衡状态时CH3OH的体积分数降低，因此可能是图象中的F点。
（4）反应中Cl元素化合价从＋4价降低到－1价，得到5个电子。碳元素化合价从－2价升高到＋4价，失去6个电子，因此根据电子得失守恒可知ClO2与甲醇反应的离子方程式为6ClO2 +5CH3OH＝5CO2 +6Cl -+6H++7H2O。
（5）根据水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-可知甲醇的自偶电离方程式为CH3OH＋CH3OHCH3OH2+＋CH3O -，往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠，则反应后的混合液中的电荷守恒式为c（CH3OH2+）+ c（Na+）＝c（CH3O -）。
【题目】下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
（1）写出基态T3+的核外电子排布式： ；T在周期表中所在分区为 。
（2）Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)，原因 。
（3）下列有关上述元素的说法正确的是 。
A．J比X活泼，所以J可以在溶液中置换出X |
B．将J2M2溶于水，要破坏离子键和共价键 |
C．RE3沸点高于QE4，主要是因为前者相对分子质量较大 |
D．一个Q2E4分子中含有五个δ键和一个π键 |
（4）G2O的熔点比J2O的 （填“高”或“低”） ，其原因是 。
（5） G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中，G原子构成平面六边形，每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是 (填G或R的元素符号)。
