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甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：（1）工业上有一种生产甲醇的反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJomol-1在某温度下，容积均为1L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：容器AB反应物投入量1mol CO2（g）和3mol H2（g）1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）CH3OH（g）浓度c1c2反应能量变化放出29.4kJ吸收akJ①从反应开始至达到平衡时，A中用CO2来表示的平均反应速率为&．②该温度下，反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）&的化学平衡常数的值为　&．③a=　&．④下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是　&．A．升高温度&&&&&&&&B．充入氢气C．将水蒸气从体系中分离&&&&D．用更有效的催化剂（2）某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图1：①写出甲中通入甲醇一极的电极反应式　&．②图2中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出电解开始时铁极上的电极反应式　&；t1后石墨电极上的电极反应式　&；计算在t2时所得溶液的pH为（忽略电解前后溶液体积的变化）　&．&
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：2012-天津市十二所重点学校联考高考化学模拟试卷（一）
分析与解答
习题“甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：（1）工业上有一种生产甲醇的反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+...”的分析与解答如下所示：
（1）①先根据反应中能量变化求出参加反应的CO2的物质的量，然后再根据v=求出CO2的平均反应速率；②首先计算出平衡时各物质的浓度，根据K=计算；③恒温恒容下，容器A与容器B为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量、浓度相等，二者起始物质的量等于各物质的化学计量数，放出热量与吸收热量之和等于反应热数值；④要使n（CH3OH）/n（CO2）增大，应使平衡向正反应方向移动；（2）①甲醇发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根与水；②图1中原电池通入甲醇的为负极，乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极，开始Cl-在阳极放电生成氯气，阴极Cu2+放电生成Cu：Cu2++2e-=Cu，故图2中Ⅰ表示阴极产生的气体，Ⅱ表示阳极产生的气体，t1前电极反应式为：阳极2Cl--4e-=Cl2↑，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极4H++4e-=2H2↑，所以t1～t2阳极上生成氧气，根据氧气的量计算氢氧根离子的物质的量，水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子，根据公式计算得出C（H+），从而得出溶液的pH．（1）①1mol二氧化碳完全反应放出49.0kJ热量，当放出29.4kJ热量时，则参加反应的n（CO2）==0.6mol，CO2的平均反应速率v====0.06mol/（LoS），故答案为：0.06mol/（LoS）；②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）初始（mol/L）&&&& 1&&&&&&&&&&&& 3&&&&&&&&&&&&& 0&&&&&&&&&&&& 0转化（mol/L）&& 0.6&&&&&&&&&& 1.8&&&&&&&&& 0.6&&&&&&&&& 0.6平衡（mol/L）&& 0.4&&&&&&&&&& 1.2&&&&&&&&& 0.6&&&&&&&&& 0.6根据K===0.12，故答案为：0.12；③恒温恒容下，容器A与容器B为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量、浓度相等，二者起始物质的量等于各物质的化学计量数，放出热量与吸收热量之和等于反应热数值，则吸收的热量=反应热-放出的热量=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ，故答案为：19.6；④要使n（CH3OH）/n（CO2）增大，应使平衡向正反应方向移动，A．因正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则n（CH3OH）/n（CO2）减小，故A错误；B．充入氢气，平衡向正反应方法移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，．故B正确；C．将水蒸气从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C正确；D．用更有效的催化剂，平衡不移动，则n（CH3OH）/n（CO2）不变，故D错误．故答案为：BC；（2）①甲醇燃料电池中，在碱性条件下，甲醇失电子生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；②图1中乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极，开始Cl-在阳极放电生成氯气，阴极Cu2+放电生成Cu：Cu2++2e-=Cu；故图2中Ⅰ表示阴极产生的气体，Ⅱ表示阳极产生的气体，t1前电极反应式为：阳极2Cl--4e-=Cl2↑，t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以在t1后，石墨电极上的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O；t1～t2电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极2Cu2++4e-=2Cu，t2点后电极反应式为：阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极4H++4e-=2H2↑，所以t1～t2阳极上生成氧气，t1～t2Ⅱ产生的气体体积=0.336L-0.224L=0.112L，阳极上生成112mL氧气需要n（OH-）==0.02mol，水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子，所以n（H+）=0.02mol，c（H+）==0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案为：Cu2++2e-=Cu；4OH--4e-=O2↑+2H2O；1．
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甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：（1）工业上有一种生产甲醇的反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3O...
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经过分析，习题“甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：（1）工业上有一种生产甲醇的反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+...”主要考察你对“化学平衡常数的含义”
等考点的理解。
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化学平衡常数的含义
与“甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：（1）工业上有一种生产甲醇的反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+...”相似的题目：
A、B、C、D四种短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的；B、D同主族．己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质．（1）C元素在周期表中的位置&&&&．（2）A元素与水反应的离子方程式是&&&&．（3）写出C元素的单质从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质的化学方程式&&&&．（4）BD2和C2均具有漂白性，二者的漂白原理&&&&．（填“相同”或“不同”）（5）B元素的单质在不同的条件下可以与O2发生一系列反应：B（s）+O2=BO2（g）；△H=-296.8kjomol-12BD2（s）+O2（g）2BO3（g）；△H=-196.6kJomol-1则1mol&BO3（g）若完全分解成B（s），反应过程中的热效应为&&&&．（6）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．如图（1）所示，电池中正极的电极反应式为&&&&．（7）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2（g）+3H2（g）2NGH3（g）；△H=-92.4kJ/mol①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图（2）所示．图中t1时引起平衡移动的条件可能是&&&&．其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是&&&&．②温度为T℃时，将2a&molH2和a&molN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则该反应的平衡常数为&&&&．&&&&
合成氨反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0&具有重要的意义．（1）该反应的化学平衡常数表达式是K=&&&&．（2）该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下表所示：T/K…K4.4&10-2K1K2…其中，K1&&&&K2（填“＞”、“=”或“＜”）．&&&&
现有反应：mA（g）+nB（g）?pC（g），达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则：（1）分别用A、B、C表示该反应的速率之比为v（A）：v（B）：v（C）=&&&&（2）该反应的逆反应为&&&&热反应，且m+n&&&&p（填“＞”“=”“＜”）．（3）若加入B（体积不变），则A的转化率&&&&，B的转化率&&&&．（填增大、减小或不变）（4）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将&&&&．（填增大、减小或不变）（5）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量&&&&．（填增大、减小或不变）（6）该反应的化学平衡常数表达式为K=&&&&．&&&&
“甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲...”的最新评论
该知识点好题
1化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2（s）+2I2（g）?TaI4（g）+S2（g），△H＞0&（Ⅰ），反应（Ⅰ）的平衡常数表达式K=&&&&，若K=1，向某恒容密闭容器中加入1mol&I2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡转化率为&&&&；（2）如图所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2（g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体，则温度T1&&&&T2（填“＞”“＜”或“=”）．上述反应体系中循环使用的物质是&&&&；（3）利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量．做法是将钢样中的硫转化为H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为&&&&，滴定反应的离子方程式为&&&&；（4）25℃时，H2SO3?HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=&&&&mol/L，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中c(H2SO3)c(HSO3-)将&&&&（填“增大”“减小”或“不变”）．
2已知反应&2NH3?N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应12N2+32H2?NH3&的平衡常数为（　　）
3氨是重要的氮肥，合成原理为：N2（g）+3H2（g）&高压催化剂2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol．回答下列问题：（1）写出平衡常数K的表达式&&&&，如果降低温度，该反应K值E，化学反应速率&&&&，N2的转化率&&&&（填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）在500℃、20MPa时，将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：①10min内以NH3表示的平均反应速率：&&&&．②在10～20min内：NH3浓度变化的原因可能是&&&&A．加了催化剂&&&&&&&&&&&&&&&B．缩小容器体积C．降低温度&&&&&&&&&&&&&&&&&D．增加NH3物质的量③第1次平衡的时间为：&&&&，第2次平衡的时间为：&&&&，第1次平衡：平衡常数K1=&&&&&（带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数&&&&；④在反应进行至25min时，曲线发生变化的原因：&&&&，达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2&&&&K1，（填“大于”、“小于”或“等于”）．
该知识点易错题
1已知反应&2NH3?N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应12N2+32H2?NH3&的平衡常数为（　　）
2随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）根据题意完成下列各题：反应达到平衡时，（1）平衡常数表达式K=&&&&，升高温度，K值&&&&（填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=&&&&（用&nB&tB&表示）（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的12，下列有关该体系的说法正确的是&&&&a．氢气的浓度减少b．正反应速率加快，逆反应速率也加快c．甲醇的物质的量增加d．重新平衡时n(H2)n(CH3OH)增大（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：&&&&（用化学方程式表示）．（5）使用燃料电池是节能减排的重要手段之一．CO和H2（俗称水煤气）燃料电池就是其中的一种，该电池的两极分别通入燃料气（水煤气）和氧气．电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．水煤气在一定条件下可以合成二甲醚，同时还产生一种可以参与大气循环的无机化合物，3CO+3H2=CH3OCH3+CO2&或&2CO+4H2=CH3OCH3+H2O．上述水煤气燃料电池的负极反应方程式：（写1个）&&&&．（6）如图是丙烷、二甲醚燃烧过程中能量变化图，其中x为各自反应中对应的系数．根据该图写出二甲醚燃烧的热化学方程式：&&&&
3一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）根据题意完成下列各题：（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K=&&&&，升高温度，K值&&&&（填“增大”、“减小”、“不变”）．（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=&&&&．（用上图中出现的字母表示）（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的12，下列有关该体系的说法正确的是&&&&．a．氢气的浓度减小&&&&&&&&&&&&&&&b．正反应速率加快，逆反应速率也加快c．甲醇的物质的量增加&&&&&&&&&&&d．重新平衡时n（H2）/n（CH3OH）增大（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：&&&&（用化学方程式表示）．（5）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来的重要的能源物质．常温下，1g甲醇完全燃烧生成液态水时放出22.7kJ的能量，写出甲醇燃烧热的热化学方程式&&&&．
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