Question

【題目】Ⅰ. CH3OH是一種無色有刺激性氣味的液體，在生產(chǎn)生活中有重要用途，同時也是一種重要的化工原料。

(1)已知CH3OH(g)＋1/2O2(g) CO2(g)＋2H2(g)的能量變化如圖所示，下列說法正確的是______(填字母)。

a．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程是一個吸收能量的過程

b．H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為1∶2

c．化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成，同時也一定有能量變化

d．1 mol H—O鍵斷裂的同時2 mol C===O鍵斷裂，則反應(yīng)達最大限度

(2)某溫度下，將5molCH3OH和2molO2充入2L的密閉容器中，經(jīng)過4min反應(yīng)達到平衡，測得c(O2)＝0.2mol·L－1,4min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)＝________________，則CH3OH的轉(zhuǎn)化率為___________。

Ⅱ.在恒溫條件下將一定量X和Y的混合氣體通入一容積為2 L的密閉容器中，X和Y兩物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如下圖。

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為(反應(yīng)物或生成物用符號X、Y表示)______________________________。

(2)a、b、c、d四個點中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是___________。

Ⅲ.當(dāng)電極a為Al，電極b為Mg，電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時，該電池的正極為________，負極的電極反應(yīng)式為_______________________________。當(dāng)反應(yīng)中收集到標(biāo)準狀況下224 mL氣體時，消耗的a電極質(zhì)量為________g。

Answer 1

【答案】cd 0.8 mol·L－1·min－1 64% Y2X bd Mg Al-3e-+4OH-= AlO2-+2H2O 0.18

【解析】

(1)從所給圖示判斷出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。（2）利用化學(xué)反應(yīng)速率定義式和轉(zhuǎn)化率的定義式進行直接計算。（3）從圖示中找出兩種物質(zhì)的變化配比，寫出可逆反應(yīng)方程式。

I．（1）由圖可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，a項錯誤；

化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，氫氣生成速率與甲醇消耗速率之比為2：1，b項錯誤；

物質(zhì)不同，含有的能量不同，物質(zhì)改變，能量必然變化，所以任何化學(xué)反應(yīng)，在發(fā)生物質(zhì)變化的同時，必伴隨著能量的變化，c項正確；

當(dāng)有1 mol H-O鍵斷裂的同時2 mol C=O鍵斷裂，說明V正=V逆，即可逆反應(yīng)達到了平衡，d項正確；所以答案選擇cd項；

（2）平衡時氧氣濃度為0.2mol·L－1，則O2反應(yīng)消耗的量為：2mol-2L×0.2mol·L－1=1.6mol，甲醇消耗的量為3.2mol，則生成氫氣的量為：1.6mol×4=6.4mol，故v(H2)=(6.4mol÷2L)÷8min=0.8mol·L－1·min－1；甲醇的轉(zhuǎn)化率為(3.2mol÷5mol)×100％=64％；

II．（1）由0~25min兩種物質(zhì)濃度變化可知消耗0.8mol的X可生成0.4mol的Y，則反應(yīng)方程式為：Y2X；

（2）觀察圖示可以看出，b、d兩點物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

III．注意電解質(zhì)為氫氧化鈉溶液，則反應(yīng)物質(zhì)為鋁，作負極，該電池的正極為Mg；負極鋁的電極反應(yīng)式為：Al-3e-+4OH-= AlO2-+2H2O；標(biāo)準狀況下224mL氣體的物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)反應(yīng)方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可計算出消耗的鋁的物質(zhì)的量為0.01÷3×2mol，其質(zhì)量為27g/mol×0.01÷3×2mol=0.18g。