题目内容
8．开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．（1）已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1274.0kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H3=-44kJ/mol
甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442kJ•mol-1．
（2）生产甲醇的原料CO和H2可由反应CH4（g）+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO（g）+3H2（g）△H＞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1．则P1＜P2（填“＜”、“＞”或“=”，下同）．A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小顺序为KA＜KB＜KC．
②100℃时，将1molCH4和2molH2O通入容积为1L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ac （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0.1molCH4同时生成0.3molH2
（3）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示：通入a气体的电极是原电池的负极（填“正”或“负”），其b电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O．
分析 （1）根据热化学方程式利用盖斯定律计算反应热并书写热化学方程式；
（2）①在200℃时，看不同压强下CO的转化率大小，结合化学方程式中反应前后气体的体积变化解答；正反应吸热，随温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数K增大；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等各组分浓度保持不变；
（3）根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，正极上是氧气得到电子发生还原反应，酸性溶液中生成水；
解答 解：（1）根据盖斯定律，将已知反应[①-②-③×4]÷2得到CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l），所以该反应的△H=[（-1274.0kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）-（-44.0kJ/mol）×4]÷2=442kJ•mol-1，即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442kJ•mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442kJ•mol-1；
（2）①在图a的200℃位置，平行与纵轴画一条虚线，可见CH4的转化率P1＞P2，在CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）反应中，生成物的气体体积大于反应物，压强增大时平衡向逆向移动，故P1＜P2，正反应吸热，随温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数K增大，所以KA＜KB＜KC，
故答案为：＜；KA＜KB＜KC；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等各组分浓度保持不变，
a．反应前后气体体积不同，所以容器的压强恒定时反应达到平衡状态，故a正确；
b．容器体积不变，气体质量不变，所以容器内气体密度始终恒定，故b错误；
c．3v正（CH4）=v逆（H2），说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c正确；
d．单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2，都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故d错误；
故答案为：ac；
（3）根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，
故答案为：负；O2+4e-+4H+=2H2O；
点评 本题涵盖热化学、电化学主体内容，主要是影响化学平衡因素、化学平衡常数的含义和影响因素分析，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，掌握原理是关键，题目难度中等．
H2S利用是回收能最并得到单质硫．反应原理为：2H2S（g）+02（g）═S2（s）+2H20（1）△H=-632kJ•mol-1．下图为质子膜H2S燃料电池示意图．下列说法正确的是（ ）| A． | 该电池可实现把化学能全部转化为电能 | |
| B． | 电极b上发生的电极反应为：02+2H2O+4e-═40H- | |
| C． | 电极a上发生的电极反应为：2H2S-4e-═S2+4H+ | |
| D． | 当有34gH2S参与反应时，有2mo1H+经质子膜进人负极区 |
| A． | 图1表示加入催化剂不影响反应的焓变 | |
| B． | 图2表示用0.10mol/L CH3COOH溶液滴定20.00 mL0.10mol/LNaOH溶液所得到的滴定曲线 | |
| C． | 图3表示KNO3的溶解度曲线，图中点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液 | |
| D． | 图4表示t时正反应速率大于逆反应速率 |
| A． | 在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+ | |
| B． | 气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 | |
| C． | 灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na+，无K+ | |
| D． | 可以用澄清石灰水，鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 |
已知2NO2═N2O4+Q （Q＞0），将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）．下列说法正确的是（ ）| A． | c点的操作是拉伸注射器 | |
| B． | b点与a点相比，c（NO2）增大，c（N2O4）减小 | |
| C． | 若反应在一绝热容器中进行，则a、b两点的平衡常数Ka＞Kb | |
| D． | d点：v（正）＞v（逆） |
| A． | 放电时，电解质溶液的pH不断降低且正负极均有PbSO4 生成 | |
| B． | 放电时，每通过1mol电子，蓄电池就要消耗2mol H2SO4 | |
| C． | 充电时，阳极反应：PbSO4+2e-=Pb+SO42- | |
| D． | 充电时，铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连 |
如图所示，隔板K1固定不动，活塞K2可自由移动．T℃时，M、N两个容器中均发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），向容器M、N中各充入l mol N2和3mol H2，初始M、N的容积和温度相同，并保持温度不变．下列说法中不正确的是（ ）| A． | 反应达到平衡时N2的转化率：M＜N | B． | H2的体积分数：M＜N | ||
| C． | NH3的浓度：M＜N | D． | 该反应在T℃时的平衡常数K：M=N |
| A． | 溶液中四种粒子之间可能满足：c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（CH3COO-） | |
| B． | 若溶液中部分粒子间满足：c（CH3COO-）=c（Na+），则该溶液一定呈中性 | |
| C． | 若溶液中溶质仅为CH3COONa，则粒子间一定满足：c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+） | |
| D． | 若溶液中的溶质为CH3COONa和CH3COOH，则溶液中粒子间可能满足：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-） |