题目内容
【题目】（一）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1 kJ·mol－1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5 kJ·mol－1
（1）写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________。
（2）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________。
（3）欲用2LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4(233 g/moL)固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10－11，Ksp (BaCO3)=1×10－10]。（忽略溶液体积的变化）
（二）向20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中，逐滴加入0.05 mol·L－1Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的质量变化及由此而引起的溶液的pH的变化如图所示。
计算：（1）原混合溶液中c(Cl－)＝________。
（2）A点的pH＝________。
【答案】2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol-1 CH3OCH3 －12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O 0.11mol/L 0.2 mol·L－1 1
【解析】
（一）（1）盖斯定律的应用；
（2）燃料电池中负极为燃料失电子，正极为氧气得电子，写出电极反应式；
（3）结合可逆反应的平衡常数和难溶电解质的溶解平衡常数一起考虑；
（二）（1）根据图象知，当混合溶液pH=7时，说明酸中氢离子和碱中氢氧根离子的物质的量相等，据此计算氢离子浓度；当20mL时硫酸和氢氧化钡恰好反应生成硫酸钡，据此计算硫酸根离子浓度，结合电荷守恒计算氯离子浓度；
（2）根据A点溶液中氢离子浓度计算溶液的pH。
（1）利用盖斯定律计算，① CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1 kJ·mol－1；② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5 kJ·mol－1，2×①+②得出2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol-1；
正确答案：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol-1。
（2）二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）正极为氧气，负极二甲醚，碱性环境下的负极反应式为CH3OCH3 －12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O；
正确答案：CH3OCH3 －12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O。
（3）n(BaSO4)=4.66g/233 g/moL=0.02mol，BaSO4(233 g/moL)固体转化为BaCO3的化学方程式：
BaSO4（s）+ CO32-（aq）BaCO（s）+ SO42-（aq）
n（初）0.02 x 0 0
△n 0.02 0.02 0.02 0.02
n（末）0 x-0.02 0.02 0.02
= Ksp(BaSO4)./Ksp (BaCO3)= 1×10－11/(1×10－10)=1/10,可得x=0.22mol
C(Na2CO3)=0.22mol/2L=0.11mol/L。
正确答案：0.11。
（二）（1）由图象知，当pH=7时，消耗Ba（OH）2溶液体积为60mL，由于n（H+）=n（OH-），得c（H+）=0.05mol/L×0.06L×2/0.02L=0.3molL-1；当加入20mLBa（OH）2溶液时，硫酸根离子完全反应，根据原子守恒得c（SO42-）=c（H2SO4）=0.05mol/L×0.02L/0.02L=0.05mol/L，20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中根据电荷守恒得c（Cl-）+2c（SO42-）=c（H+），c（Cl-）=c（H+）-2c（SO42-）=0.3molL-1-2×0.05mol/L=0.2molL-1，
正确答案:： 0.2。
（2）A点c（H+）=(0.3mol/L×0.02L-2×0.05mol/L×0.02L)/0.04L=0.1mol/L，所以pH=1；
正确答案：1。
名校课堂系列答案
【题目】甲醇CH3OH)是一种重要的化工原料，工业上有多种方法可制得甲醇成品
(一)以CO、H2和CO2制备甲醇
①CO2(g)+H2(g)
COg)+H2O(g) H1
②CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H3
（1）已知:反应①的化学平衡常数K和温度的关系如下表
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
则下列说法正确的是______
A.反应①正反应是吸热反应
B.一定体积的密闭容器中，压强不再变化时，说明反应①达到平衡状态
C.1100℃时，反应①的K可能为1.5
D.在1000℃时，[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]约为0.59
（2）比较△H2_____△H3(填“>”、“＝”或“＜”)
（3）现利用②和③两个反应合成CH3OH，已知CO可使反应的催化剂寿命下降若氢碳比表示为f＝[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)]，则理论上f＝_____时，原料气的利用率高，但生产中住往采用略高于该值的氯碳比，理由是_________________________________.
(二)以天然气为原料，分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2Og) CO(g)+3H2(g) H1>0
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H2>0
在一定压强下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在三种不同催化剂作用下发生反应(i)，经历相同时间时，CO的物质的量(n)随温度变化的关系如图1
（1）下列说法正确的是_______
A.曲线①中n(CO)随温度变化的原因是正反应为吸热反应，升高温度，平衡向右移动
B.三种催化剂中，催化剂③的催化效果最好，所以能获得最高的产率
C.当温度低于700℃时的曲线上的点可能都没有到达平衡
D.若温度大于700℃时，CO的物质的量保持不变
（2）500℃时，反应(1)在催化剂①的作用下到10mim时达到平衡，请在图2中画出反应（1）在此状态下0至12分钟内反应体系中H2的体积分数
(H2)随时间t变化的总趋势___________________
（三）研究表明，CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇，原理如图3所示。
（1）产生甲醇的电极反应式为___________________；
（2）甲醇燃料电池应用很广，其工作原理如图4，写出电池工作时的负极反应式:___________。
【题目】用图表来处理数据是发现科学规律的一种重要方法。
（1）下图是原子序数为1～18的元素原子的最外层电子数随原子序数变化的直方图。图中元素a 是__，b 是____。
（2）下图表示元素的一种性质随原子序数变化的情况，根据分析，该图纵坐标表示的是_________。
（3）下表给出了部分元素的原子半径。
元素符号 | Li | Be | B | C | N | O | F | Na | K | Rb | Cs |
原子半径/nm | 0.152 | 0.089 | 0.082 | 0.077 | 0.075 | 0.074 | 0.071 | 0.186 | 0.227 | 0.248 | 0.265 |
请根据表中数据分析同周期元素原子半径的递变规律是______，同主族元素原子半径的递变规律是_____根据表中得出的规律比较Ca2+和Cl-的半径大小：r(Ca2+)_____r(Cl-)（填“>”“<”或“＝”）。
