Question

（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 。

 

Answer 1

（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）

【解析】

试题分析：（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；

考点：考查分子极性的判断，化学平衡的计算，盖斯定律的应用， 电化学原理的应用