化学
图一是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，回答下列问题：（1）图一中气体A的俗称是（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步．已知有一组数据：破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946kJ能量；破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1mol N-H键能够释放389kJ能量．图二表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①、②的能量变化的数值，填在下边的横线上．①kJ，②kJ（3）煤化工产业的重要产品之一甲醇，是一种新型的汽车动力燃料，发达国家等一般通过CO和H2

2019-04-20

图一是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，回答下列问题：

（1）图一中气体A的俗称是______
（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步．已知有一组数据：破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946kJ能量；破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1mol N-H键能够释放389kJ能量．图二表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①、②的能量变化的数值，填在下边的横线上．
①______kJ，②______kJ
（3）煤化工产业的重要产品之一甲醇，是一种新型的汽车动力燃料，发达国家等一般通过CO和H2化合制备甲醇，该反应的化学方程式为：CO （g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是______；
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.2v（H2）正=v（CH3OH）逆
C．容器中气体的压强保持不变
D．单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H2
②在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H2发生上述反应，反应在第4min时候达到其限度，此时容器中压强与反应前之比为3：5，容器内物质的各种物质的量浓度如下表：
时间/浓度 c（CO）（mol/L） c（H2 ）（mol/L） c（CH3OH）（mol/L）
起始 0.200 0.300 0.000
第4min a b c
则b=______
（4）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如图3所示，该燃料电池的电池反应式为2CH3OH （g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），则负极的电极反应式为______，正极附近pH值______（填写“增大”、“减小”或者“不变”）
优质解答
（1）煤的气化生成CO和氢气，俗称水煤气，故答案为：水煤气；
（2）①为破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，等于946kJ+3×2×218kJ=2254kJ，
故答案为：2254；
②等于形成生成物中新的化学键释放的能量减去破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，即：2334kJ-2254kJ=80kJ，
故答案为：80；
（3）①A、气体的总质量不变，气体的物质的量变化，根据M=
m
n
可知气体的平均摩尔质量是一个变量，当气体的平均摩尔质量保持不变，说明达到化学平衡状态，故A正确；
B、2v（H2）正=v（CH3OH）逆，化学反应速率之比不等于化学计量数之比，证明正、逆速率不等，故B错误；
C、对于气体而言，该反应不是一个等体积、等物质的量的反应，容器中气体的压强随着气体的物质的量的变化而变化，当压强不变说明处于化学平衡状态，故C正确；
D、生成n molCO的同时生成2n mol H2均代表逆反应速率，不能说明正、逆速率相等，故D错误；
故答案为：A、C；
②恒温恒压条件下，气体的压强与物质的量浓度成正比，平衡时气体的浓度和为：（0.200+0.300）mol/L×
3
5
=0.300mol/L，△c=0.500mol/L-0.300mol/L=0.200mol/L，
CO （g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△n
1        2         1           2
         x                     0.200mol/L
x=0.200mol/L，因此b=0.300mol/L-0.200mol/L=0.100mol/L，
故答案为：0.100；
（4）可燃物甲醇在负极失去电子生成二氧化碳，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极为氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极附近的PH值增大，
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；增大． （1）煤的气化生成CO和氢气，俗称水煤气，故答案为：水煤气；
（2）①为破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，等于946kJ+3×2×218kJ=2254kJ，
故答案为：2254；
②等于形成生成物中新的化学键释放的能量减去破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，即：2334kJ-2254kJ=80kJ，
故答案为：80；
（3）①A、气体的总质量不变，气体的物质的量变化，根据M=
m
n
可知气体的平均摩尔质量是一个变量，当气体的平均摩尔质量保持不变，说明达到化学平衡状态，故A正确；
B、2v（H2）正=v（CH3OH）逆，化学反应速率之比不等于化学计量数之比，证明正、逆速率不等，故B错误；
C、对于气体而言，该反应不是一个等体积、等物质的量的反应，容器中气体的压强随着气体的物质的量的变化而变化，当压强不变说明处于化学平衡状态，故C正确；
D、生成n molCO的同时生成2n mol H2均代表逆反应速率，不能说明正、逆速率相等，故D错误；
故答案为：A、C；
②恒温恒压条件下，气体的压强与物质的量浓度成正比，平衡时气体的浓度和为：（0.200+0.300）mol/L×
3
5
=0.300mol/L，△c=0.500mol/L-0.300mol/L=0.200mol/L，
CO （g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△n
1        2         1           2
         x                     0.200mol/L
x=0.200mol/L，因此b=0.300mol/L-0.200mol/L=0.100mol/L，
故答案为：0.100；
（4）可燃物甲醇在负极失去电子生成二氧化碳，负极电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，正极为氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极附近的PH值增大，
故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；增大．
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