能源短缺是人类社会面临的重大问题，利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化。请回答以下问题...

能源短缺是人类社会面临的重大问题，利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化。请回答以下问题：

（1）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H＝－93 kJ·mol^－1。试根据表中所列键能数据，计算a 的数值为_______kJ／mol。

（2）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。已知在常压下有如下变化：

① 2CH₃OH(l)＋3O₂(g)＝2CO₂(g)＋4H₂O(g)   ΔH ＝a kJ／mol

② H₂O(g)＝H₂O(l)  ΔH ＝b kJ／mol

写出液态甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：________。

（3）可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如下图1，用Pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。

①写出燃料电池正极的电极反应式________。②若利用该燃料电池提供电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是________极（填”A”或”B”）；当铁件的质量增重6.4g时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为________L。

（4）如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图2装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）。

①该电解槽的阳极反应式为________，单位时间内通过阴离子交换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离子数的比值为________。

②从出口D导出的溶液是________（填化学式）。

高二化学填空题极难题查看答案及解析

能源短缺是人类社会面临的重大问题，利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化。请回答以下问题：

(1）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 △H＝－93 kJ·mol－1。

试根据表中所列键能数据，计算a 的数值为　　　　　　 kJ／mol。

（2）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。已知在常压下有如下变化：

① 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)　　 ΔH ＝a kJ／mol

② H2O(g)＝H2O(l)　 ΔH ＝b kJ／mol

写出液态甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：　　　　　　　　 。

(3）已知：HCN(aq）与NaOH（aq）反应的焓变△H＝-12.1kJ·mol－1; HCl(aq)与NaOH(aq)反应的焓变ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的焓变ΔH等于　　　　　　　　 。

(4)已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1)　 △H＝-285.83kJ·mol－1

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)　　 △H＝-282.9kJ·mol－1;

若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4g H2O(l)，并放出114.3kJ的热量，则混合气中CO的物质的量为　 　　　　　　 　　 (计算结果保留以为小数)

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能源短缺是人类社会面临的重大问题，利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化。请回答以下问题：

（1）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。已知反应：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 △H＝-93 kJ/mol。

试根据表中所列键能数据，计算a 的数值为_______kJ／mol。

（2）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。已知在常压下有如下变化：

①2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)　　 ΔH ＝a kJ／mol

②H2O(g)＝H2O(l)　 ΔH ＝b kJ／mol

写出液态甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：　　　　　　　　　　 。

（3）己知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的焓变 △H=-12.1 kJ·mol-1；HCl(aq)与 NaOH(aq)反应的焓变△H=-55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的焓变△H等于　　　　　 。

（4） 己知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(I)　　 △H =-285.83 kJ/mol

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)　　 △H =-282.9 kJ/mol

若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4gH2O(I)，并放出114.3kJ热量，则混合气体中CO的物质的量为 (计算结果保留一位小数)。

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（10分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。（注：“原子经济性”是指，在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中）

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇

反应I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)    CH₃OH(g)  ΔH₁

反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂

上述反应符合“原子经济”原则的是：________（填“I”或“Ⅱ”）。

（2）已知在常温常压下：

① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH ＝ －1275.6 kJ·mol^-1

② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)   ΔH ＝ －566.0 kJ·mol^-1

③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)   ΔH ＝ －44.0 kJ·mol^-1

请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式

__________________________________________________

（3）甲醇—空气燃料电池，电解质溶液是：20%～30%的KOH溶液。请写出甲醇—空气燃料电池放电时正极的电极反应式。

________　　。

（4）下图是一个电化学过程示意图。

① 锌片上发生的电极反应式为________。

② 假设使用甲醇—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化96g，则燃料电池理论上需要________ mol甲醇。

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能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上合成甲醇的反应原理为：；

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

①对于气相反应，用某组分(B）的平衡压强( PB）代替物质的量浓度( cB）也可表示平衡常数（记作KP），写出该反应的平衡常数表达式KP= 　　　　　　　　　 。

②下列措施可以加快反应速率且能提高CO 转化率的是　 　　　　　　　　　 。

a.再充入CO b.将甲醇液化并及时分离出　　 c.增大压强

d.加入催化剂　　　 e.降低温度

③在300℃时，将2 mol CO、3 mol H2 和2 mol CH3OH 充入容积为1L 的密闭容器中，此时反应将 　　　 （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

（2）以甲醇、氧气为原料， KOH 溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：

，则负极的电极反应式为：　 　　　　　　 ，随着反应的不断进行溶液的pH　 　　 (填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为： 　　　　 ；如果电解一段时间后NaCl 溶液的体积为1L，溶液的pH 为12（25℃下测定），则理论上消耗氧气的体积为　 　　　　　　 mL（标况下）。

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（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH________________0，△S________0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为________mol·L^-1·s^-1 。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K =________。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将________。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是________

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。

（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇

的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min

内，以H₂表示的平均反应速率为。

②平衡时氢气的浓度是，CO的平衡浓度是

,所以该温度下的平衡常数为。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为＞4，所以反应向逆反应方向移动。

④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方

向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。

（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图

像为

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(10分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I： CO(g)＋2H₂(g)   CH₃OH(g) ΔH₁

反应II：CO₂(g)＋3H₂(g)   CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₂

①上述反应符合“原子经济”原则的是________（填“I”或“Ⅱ”）。

②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

由表中数据判断ΔH₁________0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2mol／L，则CO的转化率为________。

（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

① 该电池正极的电极反应为________。

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的离子方程式为________。

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（13分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)    CH₃OH(g)  ΔH₁

反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂

① 上述反应符合“原子经济”原则的是________（填“I”或“Ⅱ”）。

② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

由表中数据判断ΔH₁________0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。

③ 某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CH₃OH)＝ 0.8 mol／L，则CO的转化率为________，此时的温度为________（从上表中选择）。

④恒温、恒容时，下列情况不能说明反应I已经达到化学平衡状态的是________________。

a、容器各物质的浓度保持不变；        b、容器内压强保持不变；

c、υ(CO)消耗==1/2υ(H₂)生成 　      d 、容器内的密度保持不变

（2）25℃、101kPa时，燃烧16g液体甲醇生成CO₂和H₂O(l)，放出的热量为363.26kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：________。

（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计一个燃料电池电解Na₂SO₄溶液(图如下)。请根据图示回答下列问题：

① 通入甲醇蒸气的电极应为________________________极（填写“正”或“负”），    该电极上发生的电极反应是________（填字母代号）。

a.2CH₃OH —12 e^- +3O₂ ===  2CO₂ + 4 H₂O

b.CH₃ OH—6 e^- + 8 OH^-  === CO₃^2- + 6H₂O

c.O₂ + 2H₂O + 4 e^- === 4OH^-   　　　　

d.O₂— 4 e^- + 4H⁺  === 2H₂O

②写出电极A的名称________。写出B电极的电极反应式________。

③当酸性甲醇燃料电池消耗3.36 L 氧气时（折合为标准状况），理论上电解Na₂SO₄溶液生成气体的总物质的量是________。

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能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH________0，△S________0（填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为mol·L^-1·s^-1 ，CO的转化率为________。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K＝。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将________。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是________。

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

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