问题 问答题

(15分)

甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.请回答下列与甲醇有关的问题.

(1)甲醇分子是____分子(填“极性”或“非极性”).

(2)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H=-86.6kJ/mol,在T℃时,往一个体积固定为1L的密闭容器中加入1mol CO和2mol H2:,反应达到平衡时,容器内的压强是开始时的3/5.

①达到平衡时,CO的转化率为         

②下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有____     

A.

B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率

C.容器内的压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变 E.混合气体的颜色保持不变      F.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

  (3)已知在常温常压下:

(4)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电。

①该电池负极的电极反应式为____

②若以该电池为电源,用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液.

电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为       

答案

(15分)

(1)极性(2分)

(2)60%(2分)   CF(2分,全对得2分,只选1个且正确的得1分,选错1个扣1分,扣完为止)

(3)(b-a-4c)/2(3分)

(4)CH3OH-6e+8OH=CO32+6H2O(3分)  3.2g(3分,数值正确、未写单位的扣1分)            

  

题目分析:(1) 甲醇分子的正负电荷重心不重合,所以甲醇是极性分子;

(2)①:设消耗CO的物质的量为xmol,则CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

开始时(mol) 1      2              0

消耗(mol)   x     2x             x

平衡时(mol)1-x     2-2x          x

根据题意可得1-x+2-2x+x=3/5(1+2)

解得x=0.6

所以CO的转化率为0.6mol/1mol×100%=60%

②A、未指明正逆反应且比例关系不符合化学计量数之比,错误;B、CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率,均是正反应速率,未达平衡也符合,错误;C、恒容条件下,该反应的气体压强开始时一直减小,达平衡时不再变化,正确;D、恒容条件下,气体的总质量不变,所以气体的密度始终不变,错误;E、该反应中的气体均无色,错误;F、气体的总质量不变,物质的量在减小,混合气体的平均相对分子质量在减小,达平衡时,混合气体的平均相对分子质量不再变化,正确,答案选CF。

(3)根据盖斯定律,目标方程式=1/2(①-②)+2×③,所以△H=1/2(b-a)-2c=(b-a-4c)/2;

(4)①燃料电池的负极是燃料发生氧化反应,结合电解质溶液,所以负极的电极反应式为

CH3OH-6e+8OH=CO32+6H2O

②溶液中各离子的物质的量分别为:n(Cu2+)=0.1mol,n(Cl-)=0.4mol,电解开始时,阳极是氯离子放电生成氯气2Cl---2e-=Cl2↑,阴极是Cu2++2e-==Cu,当0.1molCu2+放电完毕后H+放电2H++2e-==H2↑,此时阳极生成0.1mol氯气;随后阴极和阳极产生的氢气和氯气的物质的量相等,只有氯离子放电完毕后,才有可能两极产生的气体体积相等。当氯离子放电完毕,OH-开始放电时两极产生的气体的物质的量分别是阳极:Cl2 0.2mol,阴极:H2  0.1mol;设当生成O2xmol时两极产生的气体相等,则阴极又产生H22xmol,所以0.2+x=0.1+2x,解得x=0.1mol,所以氧气得质量为3.2g;

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