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题型: 单选题
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单选题 · 20 分

开学初,小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行,面额10元,每人限兑20枚,且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍

①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的

②纪念币可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能

③纪念币发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间

④纪念币不能与同面额人民币等值流通,必须在规定时间地点使用

A①③

B①④

C②③

D②④

正确答案

C

解析

①错误,国家无权规定纪念币的实际购买力;④错误,纪念币与同面额人民币等值流通,在任何时间地点都可使用;由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币,可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能,因其发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间,故②③正确。

知识点

生产决定消费
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题型:填空题
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填空题

甲醇是一种常用的燃料,工业上可以用CO和H2在一定条件下合成甲醇。

(1)已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热△H分别为:-283.0kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-726.5kJ/mol,则CO合成甲醇的热化学方程式为:                     

(2)在恒容密闭容器中CO与H2发生反应生成甲醇,各物质浓度在不同条件下的变化状况如图所示(开始时氢气的浓度曲线和8分钟后甲醇的浓度曲线未画出。4分钟和8分钟改变的条件不同):   

①下列说法正确的是       

②计算0~2min内平均反应速率v(H2)=        

③在3min时该反应的平衡常数K=      (计算结果)

④在图中画出8~12min之间c(CH3OH)曲线   

(2)2009年,中国在甲醇燃料电池技术上获得突破,组装了自呼吸电池及主动式电堆,其装置原理如图甲。

①该电池的负极反应式为:                    

②乙池是一铝制品表面“钝化”装置,两极分别为铝制品和石墨。

M电极的材料是               ,该铝制品表面“钝化”时的反应式为:                       

正确答案

化学反应式或方程式未配平的均扣1分

(1)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-128.1kJ/mol (2分,方程式1分,反应热2分,状态错误扣1分,计量数错误不得分。)

(2) ① BD (2分,少选扣1分,有错选不得分)

② 0.4mol/(L·min) 或6.67×10-3 mol·L-1·s-1(2分,无单位不得分)  

③ 0.99 (2分,数值在1.0~0.98之间均得分,写成“”或“” 得1分,单位不做要求。)

(3)① CH3OH-6e+H2O=CO2↑+6 H (2分,无“↑”或计量数不是最简不扣分;其他书写不得分。)

② 铝制品(1分,写“Al”或“铝”均可,其他书写不得分)   

2Al-6e+6HCO3=Al2O3+6CO2↑+3H2O(3分,或“Al-3e=Al3,Al3+3HCO3=Al(OH)3↓+3CO2↑,2Al(OH)3=Al2O3+3H2O”各1分,无“↑”或计量数不是最简不扣分;其他书写不得分。)

试题分析:(1)先写出三种物质的燃烧热的热化学方程式。

① CO(g)  △H1=-283.0kJ/mol

②  H2(g)+     △H2=-285.8 kJ/mol

③  CH3OH(1)+    △H3=-726.5kJ/mol

再写出目标方程式:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)   △H4

根据盖斯定律, ①+②×2-③即得到目标方程式。 △H4= △H1+△H2×2-△H3=-128.1kJ/mol

根据图像:            CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)

起始:(mol/L)         0.9      x         0

0-2min(mol/L)      —0.4   —0.8       0.4

2-4min(mol/L)(平衡)  0.5      0.9       0.4

4-6min(mol/L)      —0.2   —0.4       0.2

6-8min(mol/L)(平衡)  0.3      0.5       0.6

8-10min(mol/L)     —0.1    —0.2      0.1  

10-12min(mol/L)(平衡)0.2      0.3       y

①A项,起始时浓度x=C(H2)为1.7mol/L,容器体积未知,所以物质的量也未知,A项错误。

B项,该容器是一个恒容的容器,反应是一个非等体积反应,因此当气体的总物质的量不再改变,即压强不再改变,反应即达到平衡状态,正确。

C项,4min时,平衡向右移,并且各物质的浓度是逐渐变化,所以应该是降温的条件下,C项错误。

D项,7min时,反应再次达到平衡,此时v(CO)=v(CH3OH),D项正确。

②0~2min内平均反应速率v(H2)=="0.4" mol·L-1·min-1

③在3min时该反应的平衡常数

④在第8min时,CO的浓度减少0.1mol·L-1,H2的浓度减少0.2mol·L-1,可知平衡在向右移动,CO和H2的浓度都是逐渐变小,而此时的条件和上次平衡移动的条件不相同,所以只能是减少甲醇的浓度,才能使平衡向右移动,即在平衡移动的瞬间,甲醇的浓度是很少的,应该要低于0.05mol·L-1,然后再增加0.1mol·L-1,在第10min平衡,并且浓度y不超过0.15mol·L-1

(3)该装置中甲是一个燃料电池装置,给右边的装置乙提供电能,乙装置是一个电解池装置。

①甲中质子移向右边,从而推知甲装置左是负极,右是正极,则乙装置中M是阳极,N是阴极。甲中电池的负极反应式为:CH3OH-6e+H2O=CO2↑+6 H 要注意电解质溶液质子在进行传递。

②乙池是一铝制品表面“钝化”装置,两极分别为铝制品和石墨。则阳极M材料是铝制品,阴极N材料是石墨。在铝表面钝化,即把铝变成Al2O3,同时考虑溶液中溶质为NaHCO3,则电极反应为:2Al-6e+6HCO3=Al2O3+6CO2↑+3H2O

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题型:填空题
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填空题

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol­-1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H2

CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)     △H3=-867kJ·mol-1

则△H2                 。

Ⅱ.化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为   C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g),

该反应的化学平衡常数表达式为K=                    。 800℃时,将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应:CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g),反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变,t2时再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡将     移动(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2时,若改变反应条件,导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化,则改变的条件可能是       (填符号)。

a加入催化剂      b降低温度     c缩小容器体积      d减少CO2的量

(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:

①用离子方程式表示反应器中发生的反应                        

②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是               

Ⅲ.开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:

通入a气体的电极是原电池的     (填“正”或“负”),

其电极反应式为                  

正确答案

I.-1160kJ·mol-1(2分) 

II.(1)K=(2分) 右 (2分)  b   (2分)

(2)①SO2+2H2O=H2SO4+H2   (2分) ②降低生成物的浓度,使平衡向正方向移动(2分)

Ⅲ.负(1分)      CH3OH﹣6e+H2O→CO2+6H+(2分)

试题分析:Ⅰ.根据已知反应①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol­-1

②CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)  △H3=-867kJ·mol-1可知,依据盖斯定律计算②×2-①即得到反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),所以该反应的反应热△H2=-867kJ·mol-1×2+574kJ·mol­-1=-1160kJ·mol-1

Ⅱ.(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的方程式C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g)可知,该反应的平衡常数K=

(2)①t1时CO、H2O、CO2、H2的浓度(mol/L)分别是0.4、2.4、0.6、1.6,则该反应的平衡常数K==1。t2时再向容器中充入CO、H2各1mol,此时CO、H2O、CO2、H2的浓度(mol/L)分别是1.4、2.4、0.6、2.6,则=0.46<1,所以反应向正反应方向移动,即向右移动;根据图像可知,t2时生成物浓度逐渐减小,反应物浓度逐渐增大。由于正方应是体积不变的、吸热的可逆反应,所以改变的条件应该是降低温度,导致平衡向逆反应方向移动,答案选b。

(2①根据流程图可知,SO2首先被单质碘氧化,生成硫酸和碘化氢,碘化氢分解又生成单质碘和氢气,所以反应器中发生的反应的离子方程式可表示为SO2+2H2O=H2SO4+H2

②碘化氢分解反应是可逆反应,分离出单质氢气,降低生成物的浓度,使平衡向正反应方向移动。

Ⅲ.原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。根据装置图可知,电子从左侧流向右侧,这说明左侧是负极,右侧是正极。所以通入a气体的电极是原电池的负极,通入的是甲醇。由于存在质子交换膜,因此负极电极反应式是CH3OH﹣6e+H2O→CO2+6H+

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题型:填空题
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填空题

氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。

(1)已知:①=mol

=mol 

=mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                      

(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应:

①一定条件下的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则          (填“<”、“>”或“=",下同);A、B、C三点处对应平衡常数()的大小关系为          

②100℃时,将1 mol 和2 mol 通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是            (填序号)。

a.容器的压强恒定

b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 molH2

c.容器内气体密度恒定

d.

如果达到平衡时的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K=           

(3)某实验小组利用CO(g)、、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为            

正确答案

(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ∆H=-442.8kJ•mol‾1(2分)

(2)① >(1分)KA=KB>KC(1分)

②ad(1分)2.25(mol•L‾12(2分)

(3)CO-2e‾+4OH‾=CO32‾+2H2O(2分)

试题分析:(1)首先写出反应的化学方程式并注明状态,然后根据盖斯定律求∆H,∆H=1/2×∆H1—1/2∆H2+2×∆H3=-442.8kJ•mol‾1,进而得出热化学方程式。

(2)①CH4与H2O的反应为吸热反应,温度升高,平衡向正反应方向移动,根据图像可以看出T1时CH4的转化率高,所以T1 > T2;A、B点温度相同为T1,C点温度为T2,温度较低,所以平衡常数大小关系为:KA=KB>KC

②CH4与H2O的反应为气体系数变化,在恒容容器中进行的反应。a、若反应没有平衡,压强要发生变化,容器内的压强恒定,说明反应平衡,正确;b、消耗CH4与生成H2都是正反应方向,无法判断反应是否平衡,错误;c、因为质量守恒定律,气体的质量不变,容器体积不变,所以气体密度为定值,无法判断反应是否平衡,错误;d、正逆反应速率之比等于化学方程式的系数之比,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡,正确;根据平衡时CH4的转化率为0.5,可求出CH4、H2O、CO、H2的平衡浓度分别为0.5mol•L‾1、1.5mol•L‾1,0.5mol•L‾1、1.5mol•L‾1,根据平衡常数表达式可求出平衡常数为:2.25(mol•L‾12

(3)根据电池示意图,CO在负极失电子,根据化合价变化配平可得电极方程式:CO-2e‾+4OH‾=CO32‾+2H2O

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题型:填空题
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填空题

氮可形成多种氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是。实验测得N-N键键能为167kJ·mol-1, NO2中氮氧键的平均键能为466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧键的平均键能为438.5 kJ·mol-1

(1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式:                             

(2)对反应N2O4(g)2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是            

A.A、C两点的反应速率:A>C

B.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C

C.A、C两点气体的颜色:A深,C浅

D.由状态B到状态A,可以用加热的方法

(3)在100℃时,将0.40mol的NO2气体充入2 L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:

 

①在上述条件下,从反应开始直至20 s时,二氧化氮的平均反应速率为        

②n3     n4(填“>”、“<”或“=”),该反应的平衡常数K的值为             ,升高温度后,反应2NO2N2O4的平衡常数K将      (填“增大”、“减小”或“不变”)。

③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体,要达到上述同样的平衡状态,N2O4的起始浓度是_____________mol·L-1

正确答案

(1)N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1(3分)

(2)D(2分) (3)①0.0025mol·(L·s)-1 (3分)

②=(1分),K=2.8(2分),减小(1分)

③0.10(2分)

试题分析:(1)由方程式N2O42NO2,旧键断裂时吸收的热量:167kJ/mol+438.5kJ/mol×4="1921" kJ/mol,形成新键时放出的热量为2×2×466 kJ/mol="1864" kJ/mol,确定该反应吸热,ΔH为+57 kJ·mol-1

(2)根据图像,A、C点的温度相同,C点的压强大于A点压强,所以速率C>A;B点温度高、而压强小,C点温度低、而压强大,无法比较气体的平均相对分子质量;C项当容器被压缩时C点的颜色深;D项正确。

(3)结合表中N2O4的物质的量的变化,可求得二氧化氮的反应速率为0.0025mol·(L·s)-1;当60s和80s时N2O4的物质的量不变,确定已达平衡,所以n3=n4,并求得平衡常数K为2.8,而且反应吸热,当升高温度时,平衡逆向移动,平衡常数K减小;

N2O42NO2达平衡时两者的浓度分别为

0.04mol/L      0.12mol/L      假设向容器中冲入N2O4的起始浓度为x

起始(mol/L)       x         0             

变化(mol/L)        a         2a

平衡(mol/L)       0.04       0.12      2a=0.12,a=0.06,所以x=0.1

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