Question

圖一是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，回答下列問題：

圖一

（1）圖一中氣體A的俗稱是_______________

（2）合成氨工業(yè)是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要的一步。已知有一組數(shù)據(jù)：破壞1mol氮?dú)庵械幕瘜W(xué)鍵需要吸收946 kJ能量；破壞0.5mol氫氣中的H-H鍵需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1 mol N-H鍵能夠釋放389kJ能量。圖二表示合成氨工業(yè)過程中能量的變化，請(qǐng)將圖中①、②的能量變化的數(shù)值，填在下邊的橫線上。

圖二

①           kJ ，②            kJ

（3）煤化工產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品之一甲醇，是一種新型的汽車動(dòng)力燃料，發(fā)達(dá)國(guó)家等一般通過CO和H₂化合制備甲醇,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO (g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)

①下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是_______；

A. 容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

B.  2v(H₂)_正 = v(CH₃OH)_逆

C. 容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變

D. 單位時(shí)間內(nèi)生成n molCO的同時(shí)生成2n mol H₂

②在容積固定的恒溫密閉容器中充入CO和H₂發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)在第4 min時(shí)候達(dá)到其限度，此時(shí)容器中壓強(qiáng)與反應(yīng)前之比為3︰5，容器內(nèi)物質(zhì)的各種物質(zhì)的量濃度如下表：

時(shí)間/濃度	c(CO)(mol/L)	C(H2 )(mol/L)	c(CH3OH)(mol/L)
起始	0.200	0.300	0.000
第4 min	a	b	c

則b=__________________

（4）甲醇—空氣燃料電池（DMFC)是一種高效能、輕污染電動(dòng)汽車的車載電池，其工作原理如下圖所示，該燃料電池的電池反應(yīng)式為2CH₃OH (g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(l)，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________，正極附近pH值_______________(填寫“增大”、“減小”或者“不變”)

 

Answer 1

【答案】

（1）水煤氣 （2） ① 2254    ② 80      （3） A、C       0.100 

（4）CH₃OH-6e^- +H₂O=CO₂+6H⁺    增大

【解析】

試題分析：（2）①吸收的能量=946+218×6= 2254KJ，②放出的能量=2254-2334=80KJ

（3）①該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等，故當(dāng)平均相對(duì)摩爾質(zhì)量、壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；v(H₂)_正 = 2v(CH₃OH)_逆也能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，而D選項(xiàng)都表示逆反應(yīng)，不能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。②設(shè)反應(yīng)過程中，CO的轉(zhuǎn)化濃度為x，H2為2x，甲醇為x。則CO的平衡濃度為（0.2-x），H₂的平衡濃度為（0.3-2x），甲醇的平衡濃度為x,故，解得：x=0.100。（4）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故正極的pH值增大。

考點(diǎn)：化學(xué)與化工生產(chǎn)

點(diǎn)評(píng)：化工生產(chǎn)是工業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)，近年來高考的熱點(diǎn)，考生在備考過程中應(yīng)注意知識(shí)的靈活運(yùn)用，達(dá)到舉一反三的效果。難度較大。