Question

【題目】Ⅰ.CH4和CO2可以制造價值更高的化學(xué)產(chǎn)品。已知：

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH 1=a kJ/mol

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH 2=b kJ/mol

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH 3=c kJ/mol

（1）求反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH = kJ/mol(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

（2）一定條件下，等物質(zhì)的量的（1）中反應(yīng)生成的氣體可合成二甲醚(CH3OCH3)，同時還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的無機化合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）用Cu2Al2O4做催化劑，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)，溫度與催化劑的催化效率和乙酸的生成速率的關(guān)系如圖，回答下列問題：

①250～300℃時，乙酸的生成速率降低的原因是 。

②300～400℃時，乙酸的生成速率升高的原因是 。

Ⅱ.鈉硫電池以熔融金屬Na、熔融S和多硫化鈉(Na2Sx )分別作為兩個電極的反應(yīng)物，多孔固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na+)為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如圖所示：

Na2Sx 2Na+xS (3<x<5)

物質(zhì)	Na	S	Al2O3
熔點/℃	97.8	115	2050
沸點/℃	892	444.6	2980

（4）根據(jù)上表數(shù)據(jù)，判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)為 (填字母序號)。

A．100℃以下

B．100℃～300℃

C．300℃～350℃

D．350℃～2050℃

（5）關(guān)于鈉硫電池，下列說法正確的是 (填字母序號)。

A．放電時，電極A為負極

B．放電時，Na+的移動方向為從B到A

C．充電時，電極A應(yīng)連接電源的正極

D．充電時電極B的電極反應(yīng)式為2exS

（6）25℃時，若用鈉硫電池作為電源電解500mL 0.2mol/L NaCl溶液，當溶液的pH變?yōu)?3時，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為 mol，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為 g。(假設(shè)電解前兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量相等)

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）a +2b –2c

（2）3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2

（3）①催化劑的催化效率降低，化學(xué)反應(yīng)速率降低 ②溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快

Ⅱ.（4）C

（5）AD

（6）0.05 2.3

【解析】本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)方程式書寫、影響反應(yīng)速率的因素、原電池和電解池。

Ⅰ.（1）已知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1=a kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ/mol

③2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H3=c kJ/mol

據(jù)蓋斯定律，①+2×②2×③得：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=(a+2b2c)kJ/mol；

（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物可知，參與大氣循環(huán)的無機化合物為二氧化碳，據(jù)原子守恒書寫化學(xué)方程式為：3CO+3H2CH3OCH3+CO2；

（3）①溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低，所以溫度升高而乙酸的生成速率降低；

②溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故答案為：溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快；

Ⅱ.（4）原電池工作時，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應(yīng)高于115℃而低于444.6℃，只有C符合；

（5）A．通過以上分析知，充電時A是陰極，應(yīng)該連接電源負極，正確；B．放電時，B是正極、A是負極，Na+由A向B移動，錯誤；C．充電時，電極A發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)連接電源的負極，錯誤；D．充電時，B是陽極，電極反應(yīng)式為2exS，正確；故答案為：AD；

（6）電解NaCl溶液的反應(yīng)式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，每生成2 mol NaOH轉(zhuǎn)移電子2 mol，當溶液的pH變?yōu)?3時，c(OH)=0.1 mol/L，生成NaOH物質(zhì)的量為0.05 mol，轉(zhuǎn)移電子0.05 mol；轉(zhuǎn)移0.05 mol電子，負極Na質(zhì)量減少1.15 g，正極質(zhì)量變化1.15 g，兩極的反應(yīng)物的質(zhì)量差為2.3 g。