Question

【題目】Ⅰ．甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2===2CO＋2H2，1 g CH4完全反應可釋放15.46 kJ的熱量，則：

(1)下圖能表示該反應過程中能量變化的是________(填字母)。

(2)若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。

Ⅱ． CO和H2也可由反應CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0得到。

（1）一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖。則p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)。A、B、C三點處對應平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小順序為________________。

（2）100 ℃時，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密閉容器中發(fā)生反應，能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。

a．容器的壓強恒定　　　　b．容器內(nèi)氣體密度恒定

c．3v正(CH4)＝v逆(H2)　　　d．單位時間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 mol H2

Ⅲ．NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。常溫下，現(xiàn)向100 mL 0.1 mol·L1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L1 NaOH溶液，得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示。

（1）b點時，溶液呈酸性的原因是____________________________。

（2）在c點，溶液中各離子濃度的關(guān)系正確的是____。

A．c(H+)+c(Na+)+c(NH4+)=c(OH)+2c(SO42-)

B．c(Na+)> c(NH4+)> c(SO42-)>c(H+)=c(OH)

C．c(Na+)> c(SO42-)> c(NH4+)>c(H+)=c(OH)

D．c(NH4+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH)

Ⅳ．以H2、O2、熔融Na2CO3組成燃料電池，采用電解法制備Fe(OH)2，裝置如圖所示，其中P端通入CO2。

（1）石墨Ⅰ電極上的電極反應式為_________________________。

（2）通電一段時間后，右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。則下列說法中正確的是________(填序號)。

A．X、Y兩端都必須用鐵作電極

B．可以用NaOH溶液作電解液

C．陰極發(fā)生的反應是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．白色沉淀只能在陽極上產(chǎn)生

Answer 1

【答案】 D 63.0% < KA<KB<KC ac NH4+水解使溶液呈酸性 AC H2－2e－＋CO===CO2＋H2O BC

【解析】Ⅰ．(1) 1 g CH4完全反應可釋放15.46 kJ的熱量，則1mol甲烷即16g甲烷完全反應可釋放15.46 kJ×16＝247.36kJ的熱量，由于反應物總能量高于生成物總能量，因此選項D符合，答案選D。(2)根據(jù)圖像可知平衡時放熱是155.8kJ，所以根據(jù)（1）中數(shù)據(jù)可知消耗甲烷是155.8/247.36=0.63mol，所以CH4的轉(zhuǎn)化率為63.0%；

Ⅱ． CO和H2也可由反應CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0得到。

（1）正反應是體積增大的可逆反應，增大壓強平衡向逆反應方向進行，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，所以根據(jù)圖像可知p1＜p2。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，正反應吸熱，升高溫度平衡向正反應方向進行，平衡常數(shù)增大，所以A、B、C三點處對應平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小順序為KA<KB<KC。（2）a．正反應體積增加，當容器的壓強恒定時反應達到平衡狀態(tài)，a正確；b．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此容器內(nèi)氣體密度恒定不能說明反應達到平衡狀態(tài)，b錯誤；c．3v正(CH4)＝v逆(H2)表示正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，c正確；d．單位時間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時一定生成0.3 mol H2，不能說明，d錯誤，答案選ac；

Ⅲ．（1）b點時加入100nL氫氧化鈉，生成硫酸鈉和硫酸銨，銨根水解溶液顯酸性；（2）在c點溶液顯中性，則A．根據(jù)電荷守恒可知c(H+)+c(Na+)+c(NH4+)＝c(OH)+2c(SO42-)，A正確；B．c是硫酸鈉、硫酸銨和一水合氨的混合溶液，則c(Na+)>c(SO42-)> c(NH4+)>c(H+)=c(OH)，B錯誤；C．根據(jù)B中分析可知C正確；D．根據(jù)B中分析可知D錯誤，答案選AC；

Ⅳ．（1）石墨Ⅰ通入氫氣，是負極，電極上的電極反應式為H2－2e－＋CO32－＝CO2＋H2O。（2）A．要制備氫氧化亞鐵，則陽極材料必須是鐵，陰極不一定是鐵，A錯誤；

B．陽極產(chǎn)生的亞鐵離子結(jié)合氫氧根轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵，則可以用NaOH溶液作電解液，B正確；C．陰極發(fā)生得到電子的還原反應，即反應是2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，C正確；D．電解池中陽離子向陰極移動，與氫氧根結(jié)合生成白色沉淀氫氧化亞鐵，D錯誤，答案選BC。