Question

1．按要求完成下列问题：
（1）甲基的电子式（2）乙炔的结构式H-C≡C-H
（3）相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式C（CH₃）₄
（4）甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景．
（1）工业生产甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol．
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H=-571.6kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol
①H₂的燃烧热为285.8kJ/mol．
②CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）的反应热△H=-392.8 kJ/mol．
③若在恒温恒容的容器内进行反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有AD．（填字母）
A．CO百分含量保持不变           B．容器中H₂浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变   D．CO的生成速率与CH₃OH的生成速率相等
（5）将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气．反应为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
能使化学反应速率加快的措施有②④（填序号）．
①增加C的物质的量                ②升高反应温度
③随时吸收CO、H₂转化为CH₃OH       ④密闭定容容器中充入CO（g）

Answer 1

分析 （1）甲基中含有3个碳氢键，碳原子最外层为7个电子，据此写出甲基的电子式；
（2）乙炔分子中含有一个C≡C；
（3）设烷烃的分子式为C_xH_（2x+2），根据相对分子质量为72，列出方程式进行计算x值，支链越多，沸点越低；
（4）①燃烧热是1mo可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据盖斯定律及已知热化学方程式得出氢气燃烧热的热化学方程式；
②依据盖斯定律和热化学方程式计算得到；
③根据化学处于平衡时正逆反应速率相等，各组成成分不变，以及有关物理量与平衡移动的关系作判断；
（5）增大物质的浓度、升高温度、使用催化剂、增大气体的压强等均可增大反应速率．

解答 解：（1）甲基中碳原子最外层为7个电子，甲基的电子式为：，故答案为：；
（2）乙炔分子中含有一个C≡C，乙炔的结构式H-C≡C-H；故答案为：H-C≡C-H；
（3）设烷烃的分子式为C_xH_（2x+2），
则14x+2=72，解得x=5，
所以该烷烃的分子式为C₅H₁₂，
分子式为C₅H₁₂的同分异构体有主链有5个碳原子的：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，
主链有4个碳原子的：CH₃CH（CH₃）CH₂CH₃，
主链有3个碳原子的：CH₃C（CH₃）₂CH₃；
支链越多，沸点越低，故C（CH₃）₄，
故答案为：C（CH₃）₄；
（4）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1①
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1②，
根据盖斯定律①×$\frac{1}{2}$+②可得：氢气的燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O （l）△H=-285.8kJ/mol，
所以氢气的燃烧热为：△H═-285.8KJ/mol，
故答案为：285.8；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol②，
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol②，
根据盖斯定律②×2-①得到：CH₃OH（g）+O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）△H=-392.8 kJ/mol，
故答案为：-392.8 kJ/mol；
③A．CO百分含量保持不变，说明CO的浓度保持不变，说明处于平衡状态，故A正确；
B．容器中H₂浓度与CO浓度相等，并不能代表物质的量不再发生变化，因此不能作为平衡的标志，故B错误；
C．容器的体积不变，气体的质量守恒，所以密度始终不变，因此不能作为平衡的标志，故C错误，
D．CO的生成速率为逆速率，CH₃OH的生成速率为正速率，二者相等，说明正逆反应速率相等，说明处于平衡状态，故D正确，
故选AD；
（5）①增加C的物质的量，C为固体，其浓度不变，所以反应速率不变，故错误；
②升高反应温度，反应速率增大，故正确；
③随时吸收CO、H₂转化为CH₃OH，反应物的浓度减小，则反应速率减小，故错误；
④密闭定容容器中充入CO（g），CO的浓度增大，则反应速率增大，故正确；
故答案为：②④．

点评 本题考查了反应热的计算、盖斯定律的应用、电子式、化学平衡状态的判断、影响反应速率的因素等，题目难度中等，注意掌握热化学方程式的书写原则，明确盖斯定律在反应热计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．