Question

【題目】在已經發現的一百多種元素中，除稀有氣體外，非金屬元素只有十多種，但與生產生活有密切的聯系。

（1）為了提高煤的利用率，常將其氣化為可燃性氣體，主要反應是碳和水蒸氣反應生成水煤氣，化學反應方程式為___。

（2）氮是動植物生長不可缺少的元素，合成氨的反應對人類解決糧食問題貢獻巨大，反應如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。

①合成氨的反應中的能量變化如圖所示。該反應是___反應（填“吸熱”或“放熱”），其原因是反應物化學鍵斷裂吸收的總能量___（填“大于”或“小于”）生成物化學鍵形成放出的總能量。

②在一定條件下，將一定量的N2和H2的混合氣體充入某密閉容器中，一段時間后，下列敘述能說明該反應達到平衡狀態的是____（填序號）。

A．容器中N2、H2、NH3共存 B．N2、NH3濃度相等

C．N2、H2、NH3的物質的量之比為1:3:2 D．容器中的壓強不隨時間變化

（3）工業上用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣、燒堿和氫氣。其化學反應方程式為____。用氯氣和燒堿可進一步反應，制得消毒液，反應的離子方程式為___。

（4）如圖是某筆記本電腦使用的甲醇空氣燃料電池的結構示意圖。放電時甲醇應從__處通入（填“a”或“b”），電池內部H+向__（填“左”或“右”）移動，寫出負極的電極反應式__。

Answer 1

【答案】C(s)+H2O(g)CO (g)+H2(g) 放熱 小于 d 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O a 右 2CH3OH+2H2O12e ═2CO2+12H+

【解析】

(1)C與水反應生成CO和氫氣，結合化合價的變化分析解答；

(2)①由圖可知，反應物的總能量大于生成物的總能量；斷裂化學鍵吸收能量，生成化學鍵釋放能量；②平衡時正逆反應速率相等，結合平衡特征分析判斷；

(3)電解飽和食鹽水反應生成氯氣、燒堿和氫氣，據此書寫反應的方程式，漂白液的主要成是氯化鈉與次氯酸鈉；

(4) 根據電子流向可知a為負極，負極發生氧化反應，b為正極發生還原反應，溶液中陽離子移向正極。

(1)C與水反應生成CO和氫氣，反應為C(s)+H2O(g)CO (g)+H2(g)；

(2)①由圖可知，反應物的總能量大于生成物的總能量，則該反應為放熱反應，斷裂化學鍵吸收能量，生成化學鍵釋放能量，△H=斷裂化學鍵吸收能量-生成化學鍵釋放能量＜0，可知斷裂化學鍵吸收能量小于生成化學鍵釋放能量，故答案為：放熱；小于；

②a．反應為可逆反應，容器中N2、H2、NH3共存不能判斷是否為平衡狀態，a項錯誤；b．N2、NH3的濃度取決于起始濃度與轉化率，N2、NH3濃度相等不能判斷是否為平衡狀態，b項錯誤；

c．N2、H2、NH3的物質的量之比為1∶3∶2，物質的量取決于起始物質的量與轉化率，不能判斷是否為平衡狀態，c項錯誤；

d．該反應為反應前后氣體物質的量不等的反應，則容器中的壓強不隨時間變化，說明反應達到平衡狀態，d項正確；

故答案為：d；

(3)電解飽和食鹽水可以制取氯氣、燒堿和氫氣，反應的化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；氯氣與氫氧化鈉反應會生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，制得漂白液，其離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O，

故答案為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；Cl2+2OH-=Cl- +ClO- +H2O；

(4) 原電池中電子從負極經外電路流向正極，根據電子流向可知a電極為負極，甲醇在負極上發生氧化反應，電極反應式為2CH3OH+2H2O12e ═2CO2+12H+，

故答案為：a；右； 2CH3OH+2H2O12e ═2CO2+12H+。