[题目]以含1个碳原子的物质(如CO.CO2.CH4.CH3OH等)为原料的碳一化学处于未来化学产业的核心.成为科学家研究的重要课题.(1))已知CO.H2.CH3OH(g)的燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1.-285.8 kJ·mol-1.-764.5 kJ·mol-1.则反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝ ,.(2)在T1时.向体� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】以含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料的碳一化学处于未来化学产业的核心，成为科学家研究的重要课题。

(1))已知CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热分别为-283.0 kJ·mol－1、-285.8 kJ·mol－1、-764.5 kJ·mol－1。则反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝_____；。

(2)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与n(H2)/n(CO)的关系如图所示。

①当起始n(H2)/n(CO)＝2时，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5 min内平均反应速率v(H2)＝______。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将____(填“增大”“减小”或“不变”)。

②当n(H2)/n(CO)＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的________(填“D”“E”或“F”)点。

(3)在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为________。

②若达到平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积为_____L。

(4)以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。则电源的负极为__(填“A”或“B”)，写出阳极的电极反应式____。

【答案】－90.1 kJ·mol－1 0.12 mol·L－1·min－1 增大 F KA＝KB>KC 2 B 2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋

【解析】

(1)根据CO 、H2和CH3OH的燃烧热先书写热方程式，再利用盖斯定律计算CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　的ΔH；

(2) ①根据计算速率；根据Q和K的关系判断反应方向；②根据恒容容器中，投料比等于系数比，达到平衡状态时产物的百分含量最大；

(3) ①相同温度下平衡常数相等；根据图像，CO的平衡转化率(α)随温度升高而减小，可知升高温度平衡逆向移动；

②根据A、B两点的平衡常数相等计算在平衡状态B时容器的体积；

（4）由结构示意图可知，电解池左侧发生氧化反应、右侧发生还原反应，则电解池左侧为阳极，右侧为阴极。

（1）由CO（g）、H2（g）和CH3OH（g）的燃烧热△H分别为-283.0 kJ·mol－1、-285.8 kJ·mol－1和-764.5 kJ·mol－1，则
①CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=-283.0 kJ·mol－1
②CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-764.5 kJ·mol－1
③H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ·mol－1

由盖斯定律可知用①+③×2-②得反应CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l），
该反应的反应热△H=-283.0 kJ·mol－1+（-285.8 kJ·mol－1）×2-（-764.5 kJ·mol－1）=－90.1 kJ·mol－1；

(2) ①当起始n(H2)/n(CO)＝2时，则起始n(H2) ＝2mol，n(CO)＝1mol，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.6，

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始 0.5 1 0

转化 0.3 0.6 0.3

平衡 0.2 0.4 0.3

0.12 mol·L－1·min－1

K9.375

若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，则7.8125＜K，所以反应正向进行，达到新平衡时H2的转化率将增大；

②根据恒容容器中，投料比等于系数比，达到平衡状态时产物的百分含量最大，所以当n(H2)/n(CO)＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的F点；

(3) ①相同温度下平衡常数相等，所以KA=KB；根据图像，CO的平衡转化率(α)随温度升高而减小，可知升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，所以KB＞KC，故KA＝KB>KC；

②A、B两点的平衡常数相等，设B点容器的体积为VL

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始 10 20 0

转化 5 10 5

平衡 5 10 5

；

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始 10 20 0

转化 8 16 8

平衡 2 4 8

；V=2L；

（4）由结构示意图可知，电解池左侧发生氧化反应、右侧发生还原反应，则电解池左侧为阳极，连接电源的正极，右侧为阴极，连接电源的负极，B为电源的负极，阳极是甲醇、CO失去电子生成（CH32CO和氢离子，电极反应式为：2CH3OH+CO-2e-=（CH3O）2CO+2H+。

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③2NO2(g)N2O4(g) ΔH=－57kJ·mol－1

④2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=－1136kJ·mol－1

则N2H4与O2反应生成氮气与水蒸气的热化学方程式为_________________。

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