题目内容

5．工业常用燃料与水蒸气反应制备H2和CO，再用H2和CO合成甲醇．
（1）制取H2和CO通常采用：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.4kJ•mol?1，下列判断正确的是ad．
a．该反应的反应物总能量小于生成物总能量
b．标准状况下，上述反应生成1L H2气体时吸收131.4 kJ的热量
c．若CO（g）+H2（g）?C（s）+H2O（1）△H=-QkJ•mol?1，则Q＜131.4
d．若C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H1；CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H2 则：△H1+△H2=+131.4kJ•mol?1
（2）甲烷与水蒸气反应也可以生成H2和CO，该反应为：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）．已知在某温度下2L的密闭绝热容器中充入2.00mol甲烷和1.00mol水蒸气，测得的数据如表：
不同时间各物质的物质的量/mol
0min2min4min6min
CH42.001.761.60n2
H20.000.72n11.20
根据表中数据计算：
①0min～2min 内H2的平均反应速率为0.18mol•L-1•min-1．
②达平衡时，CH4的转化率为20%．在上述平衡体系中再充入2.00mol甲烷1.00mol 水蒸气，达到新平衡时H2的体积分数与原平衡相比变小（填“变大”、“变小”或“不变”），可判断该反应达到新平衡状态的标志有ad．（填字母）
a．CO的含量保持不变             b．容器中c（CH4）与c（CO）相等
c．容器中混合气体的密度保持不变d．3ν正（CH4）=ν逆（H2）
（3）合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇（CH3OH），常用向废液中加入硫酸钴，再用微生物电池电解，电解时Co2+被氧化成Co3+，Co3+把水中的甲醇氧化成CO2，达到除去甲醇的目的．工作原理如图（ c为隔膜，甲醇不能通过，其它离子和水可以自由通过）．

①a电极的名称为阳极．
②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
③微生物电池是绿色酸性燃料电池，写出该电池正极的电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O．

分析 （1）a、反应是吸热反应，依据能量守恒分析判断，生成物能量总和大于反应物能量总和，故a正确；
b、标准状况下，上述反应生成1mol H2气体时吸收131.4 kJ的热量，故b错误；
c、若CO（g）+H2（g）?C（s）+H2O（1）△H=-QkJ•mol-1，则Q=131.4，故c错误；
d、根据盖斯定律，若C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H1；CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H2 则：△H1+△H2=+131.4kJ•mol-1，故d正确；
（2）①0min～2min 内H2的平均反应速率为$\frac{0.72mol}{2L•2min}$=0.18mol•L-1•min-1；
②4min时，参加反应的甲烷为2mol-1.6mol=0.4mol，生成氢气为0.4mol×3=1.2mol，达到平衡，此时甲烷的转化率为$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%；在上述平衡体系中再充入2.00mol甲烷和1.00mol 水蒸气，压强增大，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时H2的体积分数与原平衡相比变小；
a．CO的含量保持不变，反应达到平衡；
b．容器中c（CH4）与c（CO）相等，不一定平衡；
c．容器中混合气体的密度一直不变，不是平衡状态的标志；
d．3ν正（CH4）=ν逆（H2），反应达到平衡；
（3）①电极a，Co2+被氧化成Co3+，发生氧化反应，为电解池的阳极；
②甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+，溶液呈酸性，则生成物中含有氢离子，所以该反应离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，
③微生物电池是绿色酸性燃料电池，氧气在正极放电4H++O2+4e-=2H2O．

解答 解：（1）a、反应是吸热反应，依据能量守恒分析判断，生成物能量总和大于反应物能量总和，故a正确；
b、标准状况下，上述反应生成1mol H2气体时吸收131.4 kJ的热量，故b错误；
c、若CO（g）+H2（g）?C（s）+H2O（1）△H=-QkJ•mol-1，则Q=131.4，故c错误；
d、根据盖斯定律，若C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H1；CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H2 则：△H1+△H2=+131.4kJ•mol-1，故d正确；
故答案为：ad；
（2）①0min～2min 内H2的平均反应速率为$\frac{0.72mol}{2L•2min}$=0.18mol•L-1•min-1，故答案为：0.18mol•L-1•min-1；
 ②4min时，参加反应的甲烷为2mol-1.6mol=0.4mol，生成氢气为0.4mol×3=1.2mol，达到平衡，此时甲烷的转化率为$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%；在上述平衡体系中再充入2.00mol甲烷和1.00mol 水蒸气，压强增大，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时H2的体积分数与原平衡相比变小；
a．CO的含量保持不变，反应达到平衡；
b．容器中c（CH4）与c（CO）相等，不一定平衡；
c．容器中混合气体的密度一直不变，不是平衡状态的标志；
d．3ν正（CH4）=ν逆（H2），反应达到平衡；
故答案为：20%；变小；ad；
（3）①电极a，Co2+被氧化成Co3+，发生氧化反应，为电解池的阳极；故答案为：阳极；
②甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+，溶液呈酸性，则生成物中含有氢离子，所以该反应离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2+6H+．
③微生物电池是绿色酸性燃料电池，氧气在正极放电4H++O2+4e-=2H2O，故答案为：4H++O2+4e-=2H2O．

点评 本题考查了化学反应焓变和能量变化特征分析，注意焓变表达的意义和可能反应不能进行彻底的分析判断，题目较简单．

练习册系列答案
相关题目
15．“8•12”天津港危化仓库爆炸，造成生命、财产的特大损失．据查危化仓库中存有大量的钠、钾，硝酸铵和氰化钠（NaCN）．请回答下列问题：
（1）钠、钾着火，下列可用来灭火的是D．
A．水        B．泡沫灭火器        C．干粉灭火器        D．细沙盖灭
（2）NH4NO3为爆炸物，在不同温度下加热分解，可能发生非氧化还原反应，可能发生氧化还原反应，下列反应可能发生的是A、B、D、F．
A．NH4NO3→N2+O2+H2O
B．NH4NO3→NH3+HNO3
C．NH4NO3→O2+HNO3+H2O
D．NH4NO3→N2+HNO3+H2O
E．NH4NO3→N2+NH3+H2O
F．NH4NO3→N2O+H2O
（3）NaCN属于剧毒物质，有多种无害化处理方法
①H2O2处理法：NaCN+H2O2--N2↑+X+H2O，推测X的化学式为NaHCO3，双氧水的电子式为．
②NaClO处理法：aCN-+bClO-+2cOH-═dCNO-+eN2↑+fCO32-+bCl-+cH2O． 方程式中e：f的值为
B（填选项标号）．
A．1          B．$\frac{1}{2}$         C．2  D．不能确定
③用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时，控制溶液pH为9～10，某电极上产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，则电解过程中，阳极的电极反应式为Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O．
（4）以TiO2为催化剂用NaClO将CN-离子氧化成CNO-，CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等．取浓缩后含CN-离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（设其中CN-的浓度为0.2mol•L-1）进行实验．
①写出CNO-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式：2CNO-+6ClO-+8H+═N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O；
②若结果测得CO2的质量为1.408g，则该实验中测得CN-被处理的百分率为80%．
16．硫化氢（H2S）的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题．
（1）羰基硫（COS）可作粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害．H2S和CO混合加热可制得羰基硫，反应方程式为：CO（g）+H2S（g）?COS（g）+H2（g）
①羰基硫的电子式为其含有的共价键类型是极性共价键．
②下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是ac．
a．相同条件下水溶液的pH：NaHCO3＞NaHSO4        
b．酸性：H2SO3＞H2CO3
c．S与H2的化合比C与H2的化合更容易
（2）H2S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O．
（3）H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在0.10mol•L-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c（S2-）关系如图1所示（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）．

①pH=13时，溶液中的c（H2S）+c（HS-）=0.043mol•L-1．
②某溶液含0.020mol•L-1Mn2+、0.10mol•L-1H2S，当溶液pH=5时，Mn2+开始沉淀．[已知：Ksp（MnS）=2.8×10-13]．
（4）H2S的废气可用烧碱溶液吸收，将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图2所示的电解池的阳极区进行电解．电解过程中阳极区发生如下反应：S2--2e-═S↓            （n-1）S+S2-?S2-n
①写出电解时阴极的电极反应式：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）．
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成：Sn2-+2H+=（n-1）S↓+H2S↑．
13．常温下0.1mol/L醋酸溶液的pH=a，下列能使溶液pH=（a+1）的措施是（　　）
A．将溶液稀释到原体积的10倍B．加入适量的醋酸钠固体
C．加入等体积0.1 mol/L烧碱溶液D．加入等体积0.1 mol/L盐酸
20．下列说法正确的是（　　）
A．Fe3+、Br-、Al3+、H+、CO32-、H2PO4-这些离子都能破坏水的电离平衡
B．常温下，往饱和石灰水中加入一定量的生石灰，一段时间后恢复到原温度，溶液的pH变小
C．CuSO4、K2CO3、KMnO4的水溶液分别在空气中小心加热蒸干至质量不再减少为止，都能得到较纯净的原溶质
D．Na2C2O4溶液中存在：c（OH-）=c（H+）+c（H2C2O4）
10．W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大．W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的氧化物和氢氧化物都是两性物质，Z能形成红色（或砖红色）的Z2O和黑色的ZO两种氧化物．
（1）W位于元素周期表第二周期第ⅤA族．W的气态氢化物稳定性比H2O（g）若（填“强”或“弱”）．
（2）Y的基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，Y的一种氧化物能使品红溶液褪色的性质被称为漂白性．
（3）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是2H2SO4（浓）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（4）已知下列数据：Fe（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═FeO（s）△H=-272.0kJ•mol-1，2X（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）═X2O3（s）△H=-1675.7kJ•mol-1．X的单质和FeO反应的热化学方程式是3FeO（s）+2Al（s）=Al2O3（s）+3Fe（s）?△H=-859.7KJ/mol．
17．2，2，4三甲基戊烷的一氯取代物的同分异构体有（不考虑立体异构）（　　）
A．3种B．4种C．5种D．6种
14．查阅资料知：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性．某化学小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，主要实验装置（夹持装置略去）及操作步骤如下：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向三颈瓶A中缓慢通Cl2至反应完全；
②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；
③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；
④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2，完全反应；
⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴．
请回答：
（1）可以判断步骤①中反应已经完全的现象是容器A中液面上有黄绿色气体出现．
（2）步骤②中鼓入热空气的作用为吹出反应中生成的Br2．
（3）步骤③中B容器里反应的化学方程式为Br2+SO2+H2O═2HBr+H2SO4．
（4）本实验多次涉及尾气处理，可吸收处理B中尾气的是C（填选项）．
A．浓硫酸      B．饱和NaCl溶液     C．NaOH溶液      D．水
（5）用C代替B，进行步骤①和②，此时C中有NaBr、NaBrO3等物质生成，该反应的化学方程式为3Br2+3Na2CO3═5NaBr+NaBrO3+3CO2↑．
（6）继续向锥形瓶中滴加稀硫酸，经步骤⑤，也能制得液溴．与B装置相比，采用C装置的优点为无污染，操作简便．
15．（1）亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是Na2SO4，原因是Na2SO3在蒸干的过程中不断被空气中的O2氧化而变成Na2SO4．
（2）氯化铝溶液蒸干灼烧得到的固体物质是Al2O3．
（3）在干燥的氯化氢气流中加热水含氯化镁（MgCl2•6H2O）晶体，得到的固体物质是MgCl2，原因是在干燥的HCl气流中，HCl抑制Mg2+的水解且带走水蒸气，最终得到无水MgCl2．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网