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甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料．
Ⅰ．工業(yè)上一般以CO和H₂為原料在密閉容器中合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8KJ/mol
（1）在容積為1L的恒容容器中，分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律．如圖1是上述三 種溫度下不同的H₂和CO的起始組成比（起始時(shí)CO的物質(zhì) 的量均為1mol）與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，則曲線X對應(yīng)的 溫度是

 

圖中a點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
（2）某溫度下，將1mol CO和3mol H₂充入1L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí) c（CO）=0.1mol/L．若保持溫度和體積不變，將起始物質(zhì)的物質(zhì)的量改為a mol CO、b mol H₂，c mol CH₃OH，欲使開始時(shí)該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是

 

．
Ⅱ．圖2是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極．工作一段時(shí)間后，斷開K，此時(shí)A，B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同．
（3）甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

，
（4）乙中A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

．．
（5）丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖3，則圖中②線表示的是

 

離子的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要

 

 mL 5.0moL/L NaOH 溶液．

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偏二甲肼與N₂O₄是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
（CH₃）₂NNH₂（l）+2N₂O₄（1）=2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g）　（I）
（1）反應(yīng)（I）中氧化劑是

 

．
（2）火箭殘骸中?，F(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘₂O₄（g）═2NO₂（g） （Ⅱ）
當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)（Ⅱ）為

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（3）一定溫度下，反應(yīng)（Ⅱ）的焓變?yōu)椤鱄．現(xiàn)將1molN₂O₄充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．

若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1L的恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)

 

（填“增大”、“不變”或“減小”），反應(yīng)3s后NO₂的物質(zhì)的量為0.6mol，則0～3s的平均反應(yīng)速率v（N₂O₄）=

 

mol?L^-1?s^-1．
（4）硝酸廠的尾氣中含NO₂和NO，直接排放將污染空氣．目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退?，反?yīng)機(jī)理為：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為：

 

．
（5）氨氣在純氧中燃燒，也可生成上述反應(yīng)（I）產(chǎn)物中的兩種．科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨氣-氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是

 

（填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．

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（1）一定溫度下，向某容積固定的容器中加入NH₄I固體，發(fā)生如下反應(yīng)：
①NH₄I（s）?NH₃（g）+HI（g）         ②2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
達(dá)到平衡時(shí)測得HI和H₂物質(zhì)的量濃度分別為4mol?L^-1和1mol?L^-1．則反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制取H₂，反應(yīng)過程中水的電離平衡

 

移動(dòng)（填“向左”、“向右”或“不”）．
（3）Cu與稀硫酸不能自發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生H₂，為了使反應(yīng)2H⁺+Cu═Cu²⁺+H₂↑能進(jìn)行，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)方案，在方框中畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖（不書寫方案，只要求畫出裝置圖）．
（4）近年來，在化學(xué)電源的研究方面取得了一些重要成果，燃料電池就是其中一項(xiàng)．已知2.3g液態(tài)乙醇在室溫時(shí)完全燃燒放出的熱量為68.4kJ，則該條件下乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為

 

．若將乙醇的燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池裝置，能量的利用率會(huì)更高，當(dāng)電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為．
（5）室溫時(shí)，在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢栌袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=8時(shí)，c（Cu²⁺）=

 

mol?L^-1（室溫時(shí)Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．

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在高溫高壓下CO具有極高的化學(xué)活性，能與多種單質(zhì)或化合物反應(yīng)．
（1）若在恒溫恒容的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），則可用來判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有

 

．（填字母）
a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變            
b．容器中H₂濃度與CO濃度相等
c．容器中混合氣體的密度保持不變    
d．CO的生成速率與H₂的生成速率相等
（2）CO一空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O²．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）一定條件下，CO與H₂可合成甲烷，反應(yīng)方程式為：CO（g）+3H₂（g）?CH₄（g）+H₂O（g）
①一定條件下，該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是

 

．
②已知H₂（g）、CO（g）和 CH₄（g）的燃燒熱分別為285.8kJ?mol^-1、283.0kJ?mol^-1和890，0kJ?mol^-1．
寫出CO與H₂反應(yīng)生成CH₄和CO₂的熱化學(xué)方程式：

 

．
（4）工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反應(yīng)方程式為：CH₃OH（g）+CO（g）

催化劑

△

HCOOCH₃（g）△H=-29.1kJ?mol^-1．科研人員對該反應(yīng)進(jìn)行了研究．部分研究結(jié)果如圖所示：
①從反應(yīng)壓強(qiáng)對甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率“看，工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強(qiáng)是

 

．
②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是80℃，其理由是

 

．

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工業(yè)上常用Fe做電極電解處理含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，最終使鉻元素以Cr（OH）₃沉淀的形式除去．某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計(jì)裝置如圖所示．下列說法不正確的是（　　）

A、燃料電池中若有1.6 g CH₄參加反應(yīng)，則甲中C電極理論上生成氣體體積為8.96L

B、實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，可加入適量的Na₂SO₄

C、該燃料電池正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-

D、甲中陽極附近溶液中的離子反應(yīng)方程式是：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

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氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型 發(fā)電裝置．如圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，吸附氣體的 能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：
（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化形式主要是

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?!--BA-->

從a到b

從a到b

（用a、b表示）．
（2）通H₂的為

負(fù)

負(fù)

極
（3）電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)?!--BA-->

增大氣體的吸附面積，保證氣體充分參與電極反應(yīng)

增大氣體的吸附面積，保證氣體充分參與電極反應(yīng)

．

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用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水 （含Cl^-、Br^-、Na⁺、Mg²⁺）的裝置如圖所示（a、b為石墨電極）．下列說法中，正確的是（　?。?/div>

A、電池工作時(shí)，正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-?4OH-

B、電解時(shí)，a 電極周圍首先放電的是Br-而不是Cl-，說明當(dāng)其它條件相同時(shí)前者的還原性強(qiáng)于后者

C、電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極

D、忽略能量損耗，當(dāng)電池中消耗0.02g H2時(shí)，b 極周圍會(huì)產(chǎn)生0.02g H2

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非金屬元素氮有多種氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等．
（1）對反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g），△H=+57kJ?mol^-1在溫度為T₁、T₂時(shí)，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示．
下列說法正確的是

 

a．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
b．B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C
c．A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺
d．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（2）在100℃時(shí)，將0.400mol的NO₂氣體充入2L抽空的密閉容器中，每隔一定時(shí)間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：

時(shí)間（s）	0	20	40	60	80
n（NO2）/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n（N2O4）/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為

 

．
②已知100℃反應(yīng)2NO₂?N₂O₄的平衡常數(shù)K=2.8．若該溫度下某時(shí)刻測得c（NO₂）=1.00mol/L，c（N₂O₄）=0.20mol/L，則該時(shí)刻的v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）；升高溫度后，平衡常數(shù)K將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
③若在相同情況下最初向該容器只充入的是N₂O₄氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N₂O₄的起始濃度是

 

mol?L^-1．
④計(jì)算在題③的條件下達(dá)到平衡后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為

 

．（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位）
（3）肼（N₂H₄）通常是航天航空的重要燃料，我們常用的一種肼燃料電池，是以肼與氧氣的反應(yīng)為原理設(shè)計(jì)的（N₂H₄+O₂=N₂+2H₂O），其電解質(zhì)溶液是KOH溶液．寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式

 

．

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下列化學(xué)用語書寫不正確的是（　　）

A、向硫酸鋁銨[NH₄Al（SO₄）₂]溶液中滴加足量Ba（OH）₂溶液NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+5OH^-=AlO₂^-+2BaSO₄↓+NH₃↑+3H₂O

B、甲醇、氧氣和氫氧化鉀溶液組成的燃料電池的負(fù)極反應(yīng)CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

C、示蹤原子法研究乙酸與乙醇酯化反應(yīng)：

D、表示乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：2C₂H₆（g）+7O₂（g）→4CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-3121.6kJ/mol

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RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池．如圖為RFC工作原理示意圖，下列有關(guān)說法正確的是（　?。?/div>

A、圖1把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，圖2把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，水得到了循環(huán)使用

B、當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，a極產(chǎn)生0.56 L O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

C、c極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：O₂+4H⁺+4e^-?2H₂O

D、圖2中電子從c極流向d極，提供電能

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（2012?宜春模擬）單質(zhì)A與粉末化合物B組成的混合物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示：

請回答下列問題：
（1）A單質(zhì)的元素在周期表中處于

第三周期 IIIA族

第三周期 IIIA族

．
（2）D與G兩溶液混合后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓

Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓

．
（3）常溫下，D溶液的pH

＜

＜

7（填“＞”或“＜”或”=”），其原因是

Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺

Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺

（用離子方程式表示）．
（4）用碳棒、稀硫酸、氣體E和氣體F組成燃料電池，該電池的正極反應(yīng)式為

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

．

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二甲醚（CH₃OCH₃）被稱為21世紀(jì)的新型能源，是一種高效、清潔能源．
Ⅰ．工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下：
催化反應(yīng)室中（壓力2.0～10.0Mpa，溫度230～280℃）發(fā)生如下反應(yīng)：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）二甲醚也可以通過天然氣和CO₂合成制得，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3CH₄+CO₂→2CH₃OCH₃

3CH₄+CO₂→2CH₃OCH₃

．
（2）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.1kJ/mol

-246.1kJ/mol

，830℃時(shí)反應(yīng)③的K=1.0，則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K

＞

＞

1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在溫度相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒壓，發(fā)生反應(yīng)②，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下．

容器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	1mol CH3OCH3、1mol H2O	2mol CH3OH	1mol CH3OH
CH3OH的濃度（mol/L）	c1	c2	c3
反應(yīng)的能量變化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡時(shí)體積（L）	V1	V2	V3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α 1	α 2	α 3

下列說法正確的是

A、B、C

A、B、C

．（填字母序號）
A．a(chǎn)+2c=23.5        B．α₁+α₂=1        C．V₁＞V₃       D．c₁=2c₃
（4）上述生產(chǎn)流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有

甲醇和水、CO和H₂

甲醇和水、CO和H₂

．
Ⅱ．用二甲醚-空氣堿性（KOH）燃料電池作電源電解精煉粗銅（如圖），在接通電路一段時(shí)間純Cu質(zhì)量增加3.2g．

（5）請寫出燃料電池中的負(fù)極反應(yīng)式：

CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O

CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O

．
（6）燃料電池正極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的體積是

2.8L

2.8L

（空氣中O₂體積分?jǐn)?shù)以20%計(jì)算）．

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以多孔的鉑為電極，采用下圖裝置在兩極分別通入CH₄和0₂，使其在KOH溶液中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電流，經(jīng)測定，電子運(yùn)動(dòng)方向由a到b．下列敘述正確的是（　　）

A、燃料電池是利用原電池原理將燃料和氧化劑反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能

B、總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₄+20₂→C0₂+2H₂0

C、若標(biāo)況下消耗2.24 L氧氣，則溶液中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子

D、溶液中的K⁺向A極移動(dòng)

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A、B、C、D、E、F均為短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．已知：A的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)；B的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍；D是地殼中含量最高的元素；D和F、A和E分別同主族；E是所有短周期主族元素中原子半徑最大的元素．根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）B與D形成化合物BD₂的結(jié)構(gòu)式為

 

，B元素形成的同素異形體的晶體類型可能是

 

．
（2）A、C、D三元素能形成一種強(qiáng)酸甲，寫出單質(zhì)B與甲的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

． FB₂氣體通入BaCl₂和甲的混合溶液，生成白色沉淀和無色氣體CD，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）均由A、D、E、F四種元素組成的兩種鹽，其相對分子質(zhì)量相差16，寫出它們在溶液中相互作用的離子方程式為

 

；由B、D、E組成的鹽溶于水后溶液顯堿性，其原因是（用離子方程式表示）

 

．
（4）C₂A₄─空氣燃料電池是一種堿性燃料電池．電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．則燃料電池放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是

 

；負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．

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如圖所示，用甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型燃料電池做電源，對A、B裝置通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)有1.6g甲醇參加反應(yīng)且③電極增重（假設(shè)工作時(shí)無能量損失）．
請回答下列問題：
（1）分別指出F電極、②電極的名稱

正極

正極

、

陽極

陽極

．
（2）④電極的反應(yīng)式：

Ag-e^-=Ag⁺

Ag-e^-=Ag⁺

．E電極的反應(yīng)式：

CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O

CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O

．
①電極上產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

先有紅色固體析出，后有氣泡產(chǎn)生

先有紅色固體析出，后有氣泡產(chǎn)生

．
（3）若A池中原混合液的體積為500mL，CuSO₄、K₂SO₄濃度均為0.1mol/L，電解過程中A池中共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體

3.92

3.92

L．

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燃料電池是使氣體燃料氧化直接產(chǎn)生電流的裝置，燃料電池的研究是本世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的課題之一．最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入丁烷，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃（三氧化二釔）的ZrO₂（二氧化鋯）晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O^2-．試回答下列問題：
（1）該電池放電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O

2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O

．
（2）該燃料電池的電極反應(yīng)式為：正極：13O₂+52e^--→26O^2-負(fù)極：2C₄H₁₀+26O^2--52e^--→8CO₂+10H₂O
則固體電解質(zhì)中的O^2-向

負(fù)

負(fù)

極移動(dòng)（填“正”或“負(fù)”）．
（3）某金屬的相對原子質(zhì)量為52.00，用上述電池電解該金屬的一種含氧酸鹽的酸性水溶液時(shí)，陽極每放出3360mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氧氣，陰極析出金屬10.4g，在該含氧酸鹽中金屬的化合價(jià)為

+3

+3

，在該實(shí)驗(yàn)中，若不考慮能量的損失，電池中消耗丁烷的質(zhì)量最少是

1.34

1.34

g（結(jié)果精確至0.01g）．

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