知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

3．

化石燃料不可再生，且燃烧时会产生大量污染物，而二甲醚\(\rm{(CH_{3}OCH_{3})}\)和甲醇\(\rm{(CH_{3}OH)}\)被称为\(\rm{21}\)世纪的新型清洁燃料。

\(\rm{(1)CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\)，测得\(\rm{CH_{3}OH}\)的物质的量随时间的变化如下图所示。

\(\rm{①}\)曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数\(\rm{K_{Ⅰ}}\)____\(\rm{K_{Ⅱ}(}\)填“\(\rm{ > }\)”“\(\rm{=}\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按下表方式加入反应物，一段时间后反应达到平衡。

容器

甲

乙

反应物
投入量

\(\rm{1 mol CO_{2}}\)、
\(\rm{3 mol H_{2}}\)

\(\rm{a mol CO_{2}}\)、\(\rm{b mol H_{2}}\)、
\(\rm{c mol CH_{3}OH(g)}\)、\(\rm{c mol H_{2}O(g)}\)

若甲中平衡后气体的压强为起始时的\(\rm{0.8}\)倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则\(\rm{c}\)的取值范围为________。

\(\rm{(2)}\)二甲醚\(\rm{(CH_{3}OCH_{3})}\)也是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。利用甲醇可以合成二甲醚，反应原理为\(\rm{2CH_{3}OH(g)⇌ CH_{3}OCH_{3}(g)+H_{2}O(g)}\)。某温度下此反应的平衡常数为\(\rm{400}\)。此温度下，在恒容密闭容器中加入\(\rm{CH_{3}OH}\)，反应到某时刻测得各组分的浓度如下表所示：

物质

\(\rm{CH_{3}OH}\)

\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)

\(\rm{H_{2}O}\)

浓度\(\rm{(mol·L^{-1})}\)

\(\rm{0.44}\)

\(\rm{0.6}\)

\(\rm{0.6}\)

若加入\(\rm{CH_{3}OH}\)后，经\(\rm{10min}\)反应达到平衡，此时\(\rm{CH_{3}OH}\)的转化率为________，体系中\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)的体积分数________。\(\rm{(}\)计算结果保留三位有效数字\(\rm{)}\)

\(\rm{(3)}\)二甲醚与空气可设计成燃料电池，若电解质为碱性。写出该燃料电池的负极反应式：_____________________________。

难度：较难

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4．

液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼\(\rm{(N_{2}H_{4})}\)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，\(\rm{KOH}\)溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．\(\rm{b}\)极发生氧化反应

B．\(\rm{a}\)极为该电池的正极

C．放电时，电流从\(\rm{a}\)极经过负载流向\(\rm{b}\)极

D．\(\rm{a}\)极的反应式：\(\rm{N_{2}H_{4}+4OH^{-}-4e^{-}═N_{2}↑+4H_{2}O}\)

难度：较易

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5．
甲醇是重要的化工原料，在日常生活中有着广泛的应用．
\(\rm{(1)}\)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)}\) \(\rm{CH_{3}OH(g)\triangle H_{1}}\)
反应Ⅱ：\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)}\) \(\rm{CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{2}}\)
\(\rm{①}\)在以上制备甲醇的两个反应中：反应\(\rm{I}\)优于反应\(\rm{II}\)，原因为 ______ ．
\(\rm{②}\)下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数的数值：

温度 \(\rm{250℃}\) \(\rm{300℃}\) \(\rm{350℃}\)

\(\rm{K}\) \(\rm{2.041}\) \(\rm{0.270}\) \(\rm{0.012}\)

I、在一密闭容器中发生反应Ⅰ并达到平衡后，保持其他条件不变，对容器升温，此反应的化学反应平衡应 ______ 移动\(\rm{(}\)填“正向”、“逆向”、“不”\(\rm{)}\)．
\(\rm{II}\)、某温度下，将\(\rm{1mol}\) \(\rm{CO}\)和\(\rm{4molH_{2}}\)充入\(\rm{2L}\)的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得\(\rm{c(CO)=0.1mol/L}\)，则\(\rm{CO}\)的转化率为 ______ ，此时的温度 ______ \(\rm{250℃(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”、“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)
\(\rm{(2)}\)已知在常温常压下：\(\rm{①2CH_{3}OH(l)+3O_{2}(g)=2CO_{2}(g)+4H_{2}O(l)\triangle H_{1}=-Q_{1}kJ/mol}\)
\(\rm{②2CO}\) \(\rm{(g)+O_{2}(g)=2CO_{2}(g)\triangle H_{2}=-Q_{2}}\) \(\rm{kJ/mol③H_{2}O(g)=H_{2}O(l)\triangle H_{3}=-Q_{3}}\) \(\rm{kJ/mol}\)
请写出甲醇发生不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学反应方程式： ______
\(\rm{(3)}\)某同学依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置，工作一段时间后，测得溶液的\(\rm{pH}\)将 ______ 填“升高”、“降低”、“不变”\(\rm{)}\)，该燃料电池负极反应的离子方程式为： ______ ．

难度：中等

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6．

下列对原电池的分析不正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．由\(\rm{Al}\)、\(\rm{Cu}\)、稀\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)组成原电池，其负极反应式为：\(\rm{Al-3e^{-}=Al^{3+}}\)

B．由\(\rm{Mg}\)、\(\rm{Al}\)、\(\rm{NaOH}\)溶液组成原电池，其负极反应式为：\(\rm{Al-3e^{-}+4OH^{-}=AlO_{2}^{-}+2H_{2}O}\)

C．由\(\rm{Al}\)、\(\rm{Cu}\)、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：\(\rm{Cu-2e^{-}=Cu^{2+}}\)

D．由\(\rm{Al}\)、\(\rm{Cu}\)、\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液组成原电池，其负极反应式为：\(\rm{Cu-2e^{-}=Cu^{2+}}\)

难度：较易

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7．
如图为原电池装置示意图：
\(\rm{(1)}\)若\(\rm{A}\)为\(\rm{Zn}\)，\(\rm{B}\)为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，则\(\rm{A}\)电极名称为 ______ ，写出正极的电极反应式 ______ 。
\(\rm{(2)}\)若\(\rm{A}\)为铜片，\(\rm{B}\)为铁片，电解质为\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液，则作铜片为 ______ 极\(\rm{(}\)填正或负\(\rm{)}\)，写出电极反应式：正极 ______ ，负极 ______ 。
\(\rm{(3)}\)若\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)均为铂片，电解质为\(\rm{KOH}\)溶液，分别从\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)两极通入\(\rm{H_{2}}\)和\(\rm{O_{2}}\)，该电池即为燃料电池，通入氧气的一极为该电池的 ______ 极\(\rm{(}\)填正或负\(\rm{)}\)，该电池的总反应为： _________________________ 。

难度：中等

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