Question

Ⅰ．已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=^_1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44.0kJ?mol^-1
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式：

 

．
Ⅱ．甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣，反應方程式如下：CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）；△H＞0
（1）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1mol CH₃OH（g）和3mol H₂O（g），20s后，測得混合氣體的壓強是反應前的1.2倍，則用甲醇表示該反應的速率為

 

．
（2）判斷（1）中可逆反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填序號）

 

．
①v_正（CH₃OH）=3v_逆（H₂）　  
②混合氣體的密度不變　 
③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變     
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化     
⑤CO₂和H₂的濃度之比為1：3
（3）圖1中P是可自由平行滑動的活塞，關閉K，在相同溫度時，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），兩容器分別發(fā)生上述反應．已知起始時容器A和B的體積均為a L，反應達到平衡時容器B的體積為1.5a L，容器B中CH₃OH轉(zhuǎn)化率為

 

；維持其他條件不變，若打開K一段時間后重新達到平衡，容器B的體積為

 

L（連通管中氣體體積忽略不計，且不考慮溫度的影響）．

Ⅲ．如圖2甲、乙是電化學實驗裝置．請回答下列問題：
（1）若兩池中均盛放CuSO₄溶液
①甲池中石墨棒上的電極反應式為

 

．
②如果起始時乙池盛有200mL CuSO₄溶液，電解一段時間后溶液藍色變淺，若要使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需要向溶液中加入0.8g CuO，則其電解后的pH為

 

（忽略溶液體積的變化）．
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中石墨棒上的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,電極反應和電池反應方程式,反應速率的定量表示方法,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題,電化學專題

分析：Ⅰ、依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
Ⅱ、（1）依據(jù)化學平衡三段式列式計算，氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比；
（2）化學平衡的標志是正逆反應速率相同，各組分濃度保持不變分析選項；
（3）①依據(jù)恒溫恒容、恒溫恒壓容器變化，結合反應平衡特征分析判斷，壓強變化和物質(zhì)的量變化成正比；
②打開KAB組成的是恒溫恒壓容器，依據(jù)壓強變化和物質(zhì)的量變化成正比計算得到；
Ⅲ、（1）①甲池是原電池裝置，鐵做負極失電子發(fā)生氧化反應，碳做正極溶液中銅離子得到電子生成銅；
②依據(jù)電解硫酸銅溶液后加入氧化銅恢復原來溶液濃度，說明加入的氧化銅和生成的硫酸前后反應計算得到溶液中氫離子濃度，計算溶液pH；
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中是鐵的吸氧腐蝕，石墨棒上的電極反應為溶液中氧氣得到電子生成氫氧根離子的電極反應．

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
依據(jù)蓋斯定律①-②×4得到CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=^_725.8kJ?mol^-1；
故答案為：CH₃OH（l）+3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=^_725.8kJ?mol^-1；
Ⅱ．（1）設反應的甲醇物質(zhì)的量為x
             CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g）
起始量（mol） 1         3         0        0
變化量（mol） x         x        x         3x
20s量 （mol） 1-x      3-x       x        3x
20s后，測得混合氣體的壓強是反應前的1.2倍，4+2x=1.2×4
x=0.4mol
v（CH₃OH）=

0.4mol 2L

20s

=0.01mol/L?s；
故答案為：0.01mol/L?s；
（2）可逆反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是正逆反應速率相同，
①v_正（CH₃OH）=v_正（CO₂）是反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，不能說你反應達到平衡，故①不符合；
②反應前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，反應過程中密度不變，混合氣體的密度不變不能說明反應達到平衡，故②不符合；
③反應前后氣體物質(zhì)的量增大，質(zhì)量守恒，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故③符合；
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化是平衡標志，故④符合；
故答案為：③④；
（3）B容器的體積變?yōu)樵瓉淼?.5倍，增加的氣體的物質(zhì)的量為3.6 mol×0.5=1.8 mol，依據(jù)化學方程式可知增加2mol，反應甲醇1mol，則反應的甲醇的物質(zhì)的量為0.9 mol，CH₃OH的轉(zhuǎn)化率=

0.9mol

1.2mol

×100%=75%；②打開K時，AB組成一個等溫等壓容器，相應的起始投入總物質(zhì)的量與平衡的總體積成正比，設打開K重新達到平衡后總的體積為x，則x：（3+3.6）=1.5a：3.6
求得x=2.75a，所以B的體積為2.75a-a=1.75a，
故答案為：75%；1.75a；
Ⅲ．（1）①甲池是原電池裝置，鐵做負極失電子發(fā)生氧化反應，碳做正極溶液中銅離子得到電子生成銅，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②如果起始時乙池盛有200mL CuSO₄溶液，電解一段時間后溶液藍色變淺，若要使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需要向溶液中加入0.8g CuO，物質(zhì)的量為0.01mol，依據(jù)反應CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，所以生成的硫酸物質(zhì)的量為0.01mol，溶液中氫離子濃度c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，則其電解后的pH為1，
故答案為：1；
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中是鐵的吸氧腐蝕，石墨棒上的電極反應為溶液中氧氣得到電子生成氫氧根離子的電極反應，電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：本題考查了化學平衡三段式計算，平衡標志的分析判斷，恒溫恒容容器，恒溫恒壓容器的分析判斷是解題關鍵，氣體壓強之比和物質(zhì)的量之比成正比例，題目難度較大．