Question

Ⅰ．已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=^_1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44.0kJ?mol^-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：

 

．
Ⅱ．甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）；△H＞0
（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CH₃OH（g）和3mol H₂O（g），20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示该反应的速率为

 

．
（2）判断（1）中可逆反应达到平衡状态的依据是（填序号）

 

．
①v_正（CH₃OH）=3v_逆（H₂）　  
②混合气体的密度不变　 
③混合气体的平均相对分子质量不变     
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化     
⑤CO₂和H₂的浓度之比为1：3
（3）图1中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1mol CH₃OH（g）和2mol H₂O（g），向B容器中充入1.2mol CH₃OH（g）和2.4mol H₂O（g），两容器分别发生上述反应．已知起始时容器A和B的体积均为a L，反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH₃OH转化率为

 

；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为

 

L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）．

Ⅲ．如图2甲、乙是电化学实验装置．请回答下列问题：
（1）若两池中均盛放CuSO₄溶液
①甲池中石墨棒上的电极反应式为

 

．
②如果起始时乙池盛有200mL CuSO₄溶液，电解一段时间后溶液蓝色变浅，若要使溶液恢复到电解前的状态，需要向溶液中加入0.8g CuO，则其电解后的pH为

 

（忽略溶液体积的变化）．
（2）若甲池中盛放饱和NaCl溶液，则甲池中石墨棒上的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,电极反应和电池反应方程式,反应速率的定量表示方法,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题,电化学专题

分析：Ⅰ、依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
Ⅱ、（1）依据化学平衡三段式列式计算，气体压强之比等于物质的量之比；
（2）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分浓度保持不变分析选项；
（3）①依据恒温恒容、恒温恒压容器变化，结合反应平衡特征分析判断，压强变化和物质的量变化成正比；
②打开KAB组成的是恒温恒压容器，依据压强变化和物质的量变化成正比计算得到；
Ⅲ、（1）①甲池是原电池装置，铁做负极失电子发生氧化反应，碳做正极溶液中铜离子得到电子生成铜；
②依据电解硫酸铜溶液后加入氧化铜恢复原来溶液浓度，说明加入的氧化铜和生成的硫酸前后反应计算得到溶液中氢离子浓度，计算溶液pH；
（2）若甲池中盛放饱和NaCl溶液，则甲池中是铁的吸氧腐蚀，石墨棒上的电极反应为溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子的电极反应．

解答： 解：Ⅰ、①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=^_1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
依据盖斯定律①-②×4得到CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=^_725.8kJ?mol^-1；
故答案为：CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=^_725.8kJ?mol^-1；
Ⅱ．（1）设反应的甲醇物质的量为x
             CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 1         3         0        0
变化量（mol） x         x        x         3x
20s量 （mol） 1-x      3-x       x        3x
20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，4+2x=1.2×4
x=0.4mol
v（CH₃OH）=

0.4mol 2L

20s

=0.01mol/L?s；
故答案为：0.01mol/L?s；
（2）可逆反应达到平衡状态的依据是正逆反应速率相同，
①v_正（CH₃OH）=v_正（CO₂）是反应速率之比等于化学方程式计量数之比，不能说你反应达到平衡，故①不符合；
②反应前后气体质量不变，容器体积不变，反应过程中密度不变，混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故②不符合；
③反应前后气体物质的量增大，质量守恒，混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态，故③符合；
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化是平衡标志，故④符合；
故答案为：③④；
（3）B容器的体积变为原来的1.5倍，增加的气体的物质的量为3.6 mol×0.5=1.8 mol，依据化学方程式可知增加2mol，反应甲醇1mol，则反应的甲醇的物质的量为0.9 mol，CH₃OH的转化率=

0.9mol

1.2mol

×100%=75%；②打开K时，AB组成一个等温等压容器，相应的起始投入总物质的量与平衡的总体积成正比，设打开K重新达到平衡后总的体积为x，则x：（3+3.6）=1.5a：3.6
求得x=2.75a，所以B的体积为2.75a-a=1.75a，
故答案为：75%；1.75a；
Ⅲ．（1）①甲池是原电池装置，铁做负极失电子发生氧化反应，碳做正极溶液中铜离子得到电子生成铜，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②如果起始时乙池盛有200mL CuSO₄溶液，电解一段时间后溶液蓝色变浅，若要使溶液恢复到电解前的状态，需要向溶液中加入0.8g CuO，物质的量为0.01mol，依据反应CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，所以生成的硫酸物质的量为0.01mol，溶液中氢离子浓度c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，则其电解后的pH为1，
故答案为：1；
（2）若甲池中盛放饱和NaCl溶液，则甲池中是铁的吸氧腐蚀，石墨棒上的电极反应为溶液中氧气得到电子生成氢氧根离子的电极反应，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评：本题考查了化学平衡三段式计算，平衡标志的分析判断，恒温恒容容器，恒温恒压容器的分析判断是解题关键，气体压强之比和物质的量之比成正比例，题目难度较大．