Question

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．2v(H₂)=v(CH₃OH)            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：

①2CH₃OH（1）+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)   △H=﹣akJ·mol^﹣1

②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)   △H=﹣bkl·mol^﹣1

③H₂O(g)=H₂O（1）   △H=﹣ckJ·mol^﹣1

则CH₃OH（1）+O₂(g)=CO(g)+2H₂O（1）   △H=____________kJ·mol^﹣1

（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．

离子	Cu^2+	H+	Cl^﹣	SO4^2﹣
c/mol·L^﹣1	0.5	2	2	0.5

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）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）

（3）(b－a－4c)/2（3分）

（4）CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O（3分） 3.2g

【解析】

试题分析：（1）甲醇分子是甲基和羟基形成的化合物是极性分子。

（2）①依据三段式列式，设消耗的一氧化碳物质的量为x； CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）

起始量（mol） 1 2 0

变化量（mol） x 2x x

平衡量（mol）1-x 2-2x x

因为反应达到平衡时，容器内的压强是开始时的3/5，则有：（1-x +2-2x+x）/3=3/5, x=0.6 一氧化碳转化率=60%；

②A．没有正逆两个方向，A选项错误；B． CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率，都指正方向，B项错误；C．恒温恒容气体系数值和不相等，容器内的压强保持不变说明达到平衡状态，C选项正确；D．参加反应的物质都是气体，且容器体积不变，混合气体的密度保持不变不能说明已达平衡，D项错误；E．混合气体的颜色保持不变反应各物质均无色，所以不能说明已达平衡，E选项错误； F．混合气体的平均相对分子质量不再改变时，各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变，则该反应达到平衡状态，F选项正确。所以答案选CF。

（3）根据盖斯定律所求反应=1/2①-1/2②+2③, △H=1/2△H1-1/2△H2+2△H3=(b－a－4c)/2 kJ·mol﹣1

（4）① 根据原电池原理，正极反应是氧气得电子生成氢氧根，负极反应是：CH3OH－6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O；

②已知200mL溶液中含有：Cu2+浓度=0.5mol/L，物质的量=0.1mol；H+浓度=2mol/L，物质的量=0.4mol；cl-浓度=2mol/L，物质的量=0.4mol；SO42-浓度=0.5mol/L,物质的量=1mol；阳极氯气与阴极氢气量相同，设阳极生成氧气物质的量为X，阳极反应有：2cl—-2e-=cl2，失去0.4mol电子，生成氯气0.2mol，根据得失电子守恒，对应阴极反应：Cu2++2e-=Cu，因为Cu2+物质的量=0.1mol所以得到0.2mol电子，则 2H++2e-=H2对应得0.2mol电子，即生成0.1mol气体；因为两边气体体积不相等，所以要继续点【解析】
阳极：4OH—4e-=2H2O+O2得生成氧气Xmol，一共生成（0.2+X）mol气体；阴极继续电解H+：2H++2e-=H2得到对应放出气体：2Xmol气体，阴极一共放出：（0.1+2X）mol；根据两极收集到相同体积(相同条件)的气体得：（0.2+X）=（0.1+2X）解得X=0.1mol，阳极上收集到氧气的质量=0.1mol×32g/mol=3.2g.

考点：考查平衡状态、盖斯定律、电解池