题目内容
甲醇是重要的化工原料，在制造燃料电池、农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品中有着广泛的应用．甲醇也是重要的燃料，可掺入汽油作替代燃料使用，如甲醇已经作为F1赛车的燃料添加剂．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
①在以上制备甲醇的两个反应中：反应Ⅰ优于反应Ⅱ，原因为 ．
②对于反应Ⅰ，图1表示能量的变化；在“图1”中，曲线 （填：“a”或“b”）表示使用了催化剂；根据图1写出反应Ⅰ的热化学反应方程式 ．
③图2表示在恒容密闭容器中，反应Ⅰ的逆反应速率随时间变化的关系．在t1时刻改变某条件，使v逆速率出现了如图所示的变化，改变的条件可能是 ．（填字母）
A．充入He气 B．升高温度 C．加催化剂
若t3时刻再在容器中加入一定量的H2，t4-t5时刻达到平衡，请在图中画出v逆的变化示意图．
（2）对于反应Ⅱ，在一定温度下，若将6a mol H2和2amol CO2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO2的转化率为50%，则该反应的平衡常数为 （用a表示）．
若此时再向该容器中投入a mol CO2、3amol H2、amol CH3OH（g）和amol H2O（g），判断平衡移动的方向是 （“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）；与原平衡相比，CO2的物质的量浓度 （填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．
①阳极电极反应式为 ．
②除去甲醇的离子方程式为 ．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
①在以上制备甲醇的两个反应中：反应Ⅰ优于反应Ⅱ，原因为
②对于反应Ⅰ，图1表示能量的变化；在“图1”中，曲线
③图2表示在恒容密闭容器中，反应Ⅰ的逆反应速率随时间变化的关系．在t1时刻改变某条件，使v逆速率出现了如图所示的变化，改变的条件可能是
A．充入He气 B．升高温度 C．加催化剂
若t3时刻再在容器中加入一定量的H2，t4-t5时刻达到平衡，请在图中画出v逆的变化示意图．
（2）对于反应Ⅱ，在一定温度下，若将6a mol H2和2amol CO2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO2的转化率为50%，则该反应的平衡常数为
若此时再向该容器中投入a mol CO2、3amol H2、amol CH3OH（g）和amol H2O（g），判断平衡移动的方向是
（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．
①阳极电极反应式为
②除去甲醇的离子方程式为
考点：化学反应速率的影响因素,化学平衡的影响因素,电解原理
专题：
分析：（1）①根据反应Ⅰ和反应Ⅱ的生成物可知，反应Ⅰ中生成物只有一种，而反应Ⅱ中还有水生成，即反应Ⅰ符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，所以反应Ⅰ优于反应Ⅱ；
②根据图象1可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂．从图象上可看出生成物能量低于反应物能量，是放热反应，△H=419-510=-91kJ/mol；
③从图2曲线上可以看出，t1时刻并没有达到平衡状态，t1时刻逆反应速率瞬间增大，可使反应速率增大的因素有加压、升温、加催化剂等；
（2）根据可逆反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的三段式计算平衡时各组分浓度，进而计算平衡常数；
若此时再向该容器中投入a mol CO2、3amol H2、amol CH3OH（g）和amol H2O（g），因为体积不变，相当于加压，平衡正向移动．各物质浓度都增加；
（3）原电池中阳极失电子，由题可知，Co2+在阳极失去电子，阳极电极反应式为Co2+-e-=Co3+．Co3+做氧化剂，能把水中的甲醇氧化成CO2，反应的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
②根据图象1可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂．从图象上可看出生成物能量低于反应物能量，是放热反应，△H=419-510=-91kJ/mol；
③从图2曲线上可以看出，t1时刻并没有达到平衡状态，t1时刻逆反应速率瞬间增大，可使反应速率增大的因素有加压、升温、加催化剂等；
（2）根据可逆反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的三段式计算平衡时各组分浓度，进而计算平衡常数；
若此时再向该容器中投入a mol CO2、3amol H2、amol CH3OH（g）和amol H2O（g），因为体积不变，相当于加压，平衡正向移动．各物质浓度都增加；
（3）原电池中阳极失电子，由题可知，Co2+在阳极失去电子，阳极电极反应式为Co2+-e-=Co3+．Co3+做氧化剂，能把水中的甲醇氧化成CO2，反应的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
解答：
解：（1）①反应Ⅰ中生成物只有一种，而反应Ⅱ中还有水生成，反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%，故答案为：反应I符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%；
②根据图象1可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂．从图象上可看出生成物能量低于反应物能量，是放热反应，△H=419-510=-91kJ/mol，热化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-91KJ/mol，故答案为：b；CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-91KJ/mol；
③从图2曲线上可以看出，t1时刻并没有达到平衡状态，t1时刻逆反应速率瞬间增大，可使反应速率增大的因素有加压、升温、加催化剂等，若t3时刻再在容器中加入一定量的H2，t4-t5时刻达到平衡，图象如图
，
故答案为：B；；
（2）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol） 2a 6a 0 0
转化量（mol） a 3a a a
平衡量（mol） a 3a a a
体积为2L，平衡常数：K
=
．
若此时再向该容器中投入a mol CO2、3amol H2、amol CH3OH（g）和amol H2O（g），因为体积不变，相当于加压，平衡正向移动，各物质浓度都增加，
故答案为：
；增大；
（3）原电池中阳极失电子，由题可知，Co2+在阳极失去电子，阳极电极反应式为Co2+-e-=Co3+，Co3+做氧化剂，能把水中的甲醇氧化成CO2，反应的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，故答案为：Co2+-e-=Co3+；6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
②根据图象1可知，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，所以曲线b表示使用了催化剂．从图象上可看出生成物能量低于反应物能量，是放热反应，△H=419-510=-91kJ/mol，热化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-91KJ/mol，故答案为：b；CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-91KJ/mol；
③从图2曲线上可以看出，t1时刻并没有达到平衡状态，t1时刻逆反应速率瞬间增大，可使反应速率增大的因素有加压、升温、加催化剂等，若t3时刻再在容器中加入一定量的H2，t4-t5时刻达到平衡，图象如图
，故答案为：B；
；（2）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol） 2a 6a 0 0
转化量（mol） a 3a a a
平衡量（mol） a 3a a a
体积为2L，平衡常数：K
| ||||
|
| 4 |
| 27a2 |
若此时再向该容器中投入a mol CO2、3amol H2、amol CH3OH（g）和amol H2O（g），因为体积不变，相当于加压，平衡正向移动，各物质浓度都增加，
故答案为：
| 4 |
| 27a2 |
（3）原电池中阳极失电子，由题可知，Co2+在阳极失去电子，阳极电极反应式为Co2+-e-=Co3+，Co3+做氧化剂，能把水中的甲醇氧化成CO2，反应的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，故答案为：Co2+-e-=Co3+；6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
点评：本题以甲醇为燃料综合考查了燃料电池以及化学平衡问题，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度不大，注意正负极上电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，即使燃料和氧化剂相同，如果电解质溶液不同，电极反应式也不同．
练习册系列答案
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金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐．现将一定量的铜片加入到100mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解．将mg钠和铝的混和物放入ng水中，待反应停止后，得到ag沉淀，则滤液中的溶质是（ ）
| A、NaAlO2 |
| B、NaAlO2和NaOH |
| C、Al（OH）3 |
| D、NaOH |
Vml Al2（SO4）3溶液中含有Al3+a g，则SO42-的物质的量浓度为（单位：mol?L-1）（ ）
A、
| ||
B、
| ||
C、
| ||
D、
|
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且互不同族；其中只有两种为金属；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9．单质Y和W都可与浓的NaOH溶液反应．下列说法不正确的是（ ）
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| ||
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