Question

【题目】甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．请回答下列与甲醇有关的问题．
（1）甲醇分子是分子（填“极性”或“非极性”）．
（2）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=﹣86.6KJ/mol，在T℃时，往一个体积固定为1L的密闭容器中加入1mol CO和2mol H2 ， 反应达到平衡时，容器内的压强是开始时的3/5．
①达到平衡时，CO的转化率为
②下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有
A．2v（H2）=v（CH3OH） B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C．容器内的压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣akJmol﹣1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣bklmol﹣1
③H2O（g）=H2O（1）△H=﹣ckJmol﹣1
则CH3OH（1）+O2（g）═CO（g）+2H2O（1）△H=kJmol﹣1
（4）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电．
①该电池负极的电极反应式为 ．
②若以该电池为电源，用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液．

离子	Cu2+	H+	Cl﹣	SO42﹣
c/molL﹣1	0.5	2	2	0.5

电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的质量为 ．

Answer 1

【答案】
（1）极性
（2）60%；CE
（3） （b﹣a﹣4c）
（4）CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；3.2g
【解析】解：（1.）甲醇分子结构不对称，分子中正负电荷正向不重合，属于极性分子，
所以答案是：极性；
（2.）①恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比，平衡时混合气体物质的量为（1mol+2mol）× =1.8mol，则：
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）物质的量减小
1 2
0.6mol 3mol﹣1.8mol=1.2mol
则CO的转化率为 ×100%=60%，
所以答案是：60%；
②A．未指明正逆速率，不能说明到达平衡，若分别表示正逆速率，反应到达平衡，故A错误；
B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故B错误；
C．随反应进行混合气体物质的量变化，恒温恒容下，容器内的压强发生变化，若容器内压强保持不变，说明反应到达平衡，故C正确；
D．混合气体总质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终保持不变，故D错误；
E．混合气体总质量不变，随反应进行混合气体物质的量变化，则平均相对分子质量发生变化，混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化，说明反应到达平衡，故E正确，
故选：CE；
（3.）已知：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣akJmol﹣1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣bklmol﹣1
③H2O（g）=H2O（1）△H=﹣ckJmol﹣1
根据盖斯定律，（①﹣②+③×4）÷2可得：CH3OH（1）+O2（g）═CO（g）+2H2O（1），△H= [﹣a﹣（﹣b）﹣4c]kJ/mol= （b﹣a﹣4c）kJ/mol，
所以答案是： （b﹣a﹣4c）；
（4.）①原电池负极发生氧化反应，甲醇在负极失去电子，碱性条件下生成碳酸根离子与水，负极电极反应式为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O，
所以答案是：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；
②溶液中n（Cu2+）=0.2L×0.5mol/L=0.1mol，n（H+）=0.2L×2mol/L=0.4mol，c（Cl﹣）=0.2L×2mol/L=0.4mol，
开始阶段，阴极电极反应为：Cu2++2e﹣=Cu，阳极电极反应为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体，且阳极生成氧气，则阴极还发生反应：2H++2e﹣=H2↑，阳极还发生：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，阳极生成氯气为0.2mol，假设氧气为xmol，则氢气为（x+0.2）mol，根据电子转移守恒，则0.1mol×2+（x+0.2）mol×2=0.2mol×2+xmol×4，解得x=0.1，故收集氧气的质量为0.1mol×32g/mol=3.2g，
所以答案是：3.2g．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡的计算，掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%即可以解答此题．