Question

（15分）
甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景．請回答下列與甲醇有關的問題．
（1）甲醇分子是____分子（填“極性”或“非極性”）．
（2）工業上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)△H=-86.6kJ/mol，在T℃時，往一個體積固定為1L的密閉容器中加入1mol CO和2mol H₂：，反應達到平衡時，容器內的壓強是開始時的3/5．
①達到平衡時，CO的轉化率為         。
②下列選項能判斷該反應達到平衡狀態的依據的有____     。

A．	B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C．容器內的壓強保持不變	D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的顏色保持不變      F．混合氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化
  （3）已知在常溫常壓下：

（4）由甲醇、氧氣和NaOH溶液構成的新型手機電池，可使手機連續使用一個月才充一次電。
①該電池負極的電極反應式為____
②若以該電池為電源，用石墨做電極電解200mL含有如下離子的溶液．

電解一段時間后，當兩極收集到相同體積（相同條件）的氣體時（忽略溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現象）陽極上收集到氧氣的質量為       。

Answer 1

（15分）
（1）極性（2分）
（2）60%（2分）   CF（2分，全對得2分，只選1個且正確的得1分，選錯1個扣1分，扣完為止）
（3）(b－a－4c)/2（3分）
（4）CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－＋6H₂O（3分）  3.2g（3分，數值正確、未寫單位的扣1分）            

  
試題分析：（1） 甲醇分子的正負電荷重心不重合，所以甲醇是極性分子；
（2）①：設消耗CO的物質的量為xmol，則CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)
開始時（mol） 1      2              0
消耗（mol）   x     2x             x
平衡時（mol）1-x     2-2x          x
根據題意可得1-x+2-2x+x=3/5(1+2)
解得x=0.6
所以CO的轉化率為0.6mol/1mol×100%=60%
②A、未指明正逆反應且比例關系不符合化學計量數之比，錯誤；B、CO的消耗速率等于CH₃OH的生成速率，均是正反應速率，未達平衡也符合，錯誤；C、恒容條件下，該反應的氣體壓強開始時一直減小，達平衡時不再變化，正確；D、恒容條件下，氣體的總質量不變，所以氣體的密度始終不變，錯誤；E、該反應中的氣體均無色，錯誤；F、氣體的總質量不變，物質的量在減小，混合氣體的平均相對分子質量在減小，達平衡時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化，正確，答案選CF。
（3）根據蓋斯定律，目標方程式=1/2(①-②)+2×③，所以△H=1/2（b-a）-2c=(b－a－4c)/2；
（4）①燃料電池的負極是燃料發生氧化反應，結合電解質溶液，所以負極的電極反應式為
CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－＋6H₂O
②溶液中各離子的物質的量分別為：n(Cu²⁺)=0.1mol,n(Cl^-)=0.4mol,電解開始時，陽極是氯離子放電生成氯氣2Cl^---2e^-=Cl₂↑,陰極是Cu²⁺+2e^-==Cu，當0.1molCu²⁺放電完畢后H⁺放電2H⁺+2e^-==H₂↑，此時陽極生成0.1mol氯氣；隨后陰極和陽極產生的氫氣和氯氣的物質的量相等，只有氯離子放電完畢后，才有可能兩極產生的氣體體積相等。當氯離子放電完畢，OH^-開始放電時兩極產生的氣體的物質的量分別是陽極：Cl₂ 0.2mol,陰極：H₂  0.1mol；設當生成O₂xmol時兩極產生的氣體相等，則陰極又產生H₂2xmol，所以0.2+x=0.1+2x,解得x=0.1mol，所以氧氣得質量為3.2g；