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甲醇被称为2l世纪的新型燃料。参考下列图表和有关要求回答问题： （1）甲醇质子交...

甲醇被称为2l世纪的新型燃料。参考下列图表和有关要求回答问题：

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（1）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种原理是CH3OH(g)和H2O(g)反应生成CO2和H2。上图是该过程中能量变化示意图，请写反应进程CH3OH(g)和H2O(g)反应的热化学方程式                     。

（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的另一种反应原理是：

CH3OH(g)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g)  △H=c kJ/mol

又知H2O(g) = H2O(l)  △H=d kJ/mol。

则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为                                  。

（3）以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2。二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。

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① CH3OH燃料电池放电过程中，通入O2的电极附近溶液的pH___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。

② 图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2。阳极产生 ClO2的反应式为                 。电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多 6.72L时（标准状况，忽略生成的气体溶解），停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为______________mol。

③用平衡移动原理解释图中电解池中阴极区pH增大的原因：

 

（1）CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g) △H=+（a-b）kJ/mol； （2）2CH3OH(g)+3O2(g) =2 CO2(g)+4H2O(l) △H= -（4a-4b-6c-4d）kJ/mol 注意：水为液态，否则不给分。不能些反应条件 （3）①增大 ②Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ ；1 ③在阴极发生2H++2e-=H2↑，H+浓度减小，使得H2O⇌OH-+H+的平衡向右移动，OH-浓度增大，pH增大 （要答到平衡移动才给分） 【解析】 试题分析：（1）根据图像提供的信息可知，反应物的能量低于生成物的能量，该反应为吸热反应，则热化学方程式为CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g) △H=+（a-b）kJ/mol； （2）①CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g) △H=+（a-b）kJ/mol；②CH3OH(g)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g) △H=c kJ/mol；③H2O(g) = H2O(l) △H=d kJ/mol，根据盖斯定律，②×6+③×4-①×4得甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为2CH3OH(g)+3O2(g) =2 CO2(g)+4H2O(l) △H= -（4a-4b-6c-4d）kJ/mol。 （3）①在甲醇燃料电池中，氧气得电子发生还原反应，电极反应为O2+4e－+2H2O =4OH－，所以通入O2的电极附近溶液的pH增大； ②用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2，Cl元素的化合价由-1价失5个电子生成ClO2 ，所以阳极产生 ClO2的反应式Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；在标准状况下，6.72L气体的物质的量为0.3mol，电解的方程式为2Cl－+2H＋+4H2O = 2ClO2↑+5H2↑，阴极比阳极多3mol气体，实际上从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多0.03mol，所以反应生成0.5mol氢气，停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为0.5mol×2=1mol。 ③在阴极发生2H++2e-=H2↑，H+浓度减小，使得H2O⇌OH-+H+的平衡向右移动，OH-浓度增大，pH增大。 考点：考查热化学方程式的书写，燃料电池和电解原理的应用。  
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考点分析：
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I.（1）对反应N2O4（g）满分5 manfen5.com2NO2（g） △H>0 ，在温度为T1、 T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。T1             T2（填“>”、“<”或“=”）；A、C两点的速率VA           VC（同上）。

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（2）在100℃时，将0.400mol的NO2气体充入2L真空定容密闭容器中，

每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间（s）

0

20

40

60

80

n（NO2）/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n（N2O4）/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

①该反应的平衡常数K的值为                ；

②若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是_____________mol/L。

③计算②中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为       ；（结果保留小数点后一位）

II. 在0.5 L的密闭容器中，一定量的H2和N2进行如下化学反应：3H2(g)+N2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g)   △H ＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表。请回答下列问题。

t/℃

200

300

400

K

K1

K2

0.5

④比较K1,K2的大小，K1_________K2(填写“ >”、“=”或“<”）。

⑤在400℃时,当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3mol和1 mol、2 mol时,则该反应的 V(H2)正_________ V (H2)逆（填写“>”、“=”或“<”）。

 

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有一种pH为12的NaOH溶液100 mL，要使它的pH降到11，

（1）如果加入蒸馏水，应加             mL；(提示：溶液总体积具有加和性。下同)

（2）如果加入pH=l0的NaOH溶液，应加_______    mL；

（3）如果加入0.01 mol·L-1的盐酸，应加_______ mL。

 

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下列一句话中叙述了两个值，前者记为M，后者记为N，M和N的关系从A、B、C、D 中选择，并填空

A． M>N        B． M<N      C． M=N       D． 无法比较

（1）相同温度下，1L 1 mol/L 的NH4Cl溶液中的NH4＋个数和2 L 0.5 mol/L NH4Cl溶液中NH4＋的个数：        ；

（2）常温下两份等浓度的纯碱溶液，将第二份升高温度，两溶液中c(HCO3－)：             ；

（3）室温下某强酸和某强碱溶液等体积混合后，溶液的pH值为7，原酸溶液和原碱溶液的物质的量浓度：               ；

（4）用惰性电极分别电解NaCl溶液和CuSO4溶液，一段时间后，则两个电解池中前者阴极附近溶液的PH与后者阳极附近溶液的PH大小关系是：               ；

（5）同条件下，一堆钢管单独露天堆放，另一堆钢管与铜管露天堆放在一起，则两堆钢管腐蚀的速率：                  ；

（6）PH值相同的醋酸和盐酸，分别用蒸馏水稀释至原来的M倍和N倍，稀释后两溶液的PH值仍然相同，则M和N的关系是：               。

 

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可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，下列推断正确的是

A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)＞Ksp(BaSO4)

B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替

C．若误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol/L的溶液时，会引起钡离子中毒

D．可以用0.36 mol/L的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃

 

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工业上采用的一种污水处理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用。某科研小组用该原理处理污水，设计的装置如图所示。下列说法正确的是

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A．为了增加污水的导电能力，应向污水中加入适量的CH3CH2OH溶液

B．甲装置中Fe电极的反应为Fe－3e－=Fe3＋

C．为了使燃料电池乙长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO2

D．当乙装置中有1.6 g CH4参加反应时，C电极理论上生成气体的体积在标准状况下为4.48 L

 

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