Question

圖一是煤化工產業(yè)鏈的一部分，試運用所學知識，回答下列問題：

圖一
（1）圖一中氣體A的俗稱是_______________
（2）合成氨工業(yè)是煤化工產業(yè)鏈中非常重要的一步。已知有一組數(shù)據(jù)：破壞1mol氮氣中的化學鍵需要吸收946 kJ能量；破壞0.5mol氫氣中的H-H鍵需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1 mol N-H鍵能夠釋放389kJ能量。圖二表示合成氨工業(yè)過程中能量的變化，請將圖中①、②的能量變化的數(shù)值，填在下邊的橫線上。

圖二
①           kJ ，②            kJ
（3）煤化工產業(yè)的重要產品之一甲醇，是一種新型的汽車動力燃料，發(fā)達國家等一般通過CO和H₂化合制備甲醇,該反應的化學方程式為：CO (g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)
①下列描述中能說明上述反應已達平衡的是_______；
A. 容器內氣體的平均摩爾質量保持不變
B.  2v(H₂)_正 = v(CH₃OH)_逆
C. 容器中氣體的壓強保持不變
D. 單位時間內生成n molCO的同時生成2n mol H₂
②在容積固定的恒溫密閉容器中充入CO和H₂發(fā)生上述反應，反應在第4 min時候達到其限度，此時容器中壓強與反應前之比為3︰5，容器內物質的各種物質的量濃度如下表：

時間/濃度	c(CO)(mol/L)	C(H2 )(mol/L)	c(CH3OH)(mol/L)
起始	0.200	0.300	0.000
第4 min	a	b	c

則b=__________________
（4）甲醇—空氣燃料電池（DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池，其工作原理如下圖所示，該燃料電池的電池反應式為2CH₃OH (g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(l)，則負極的電極反應式為______________________，正極附近pH值_______________(填寫“增大”、“減小”或者“不變”)

Answer 1

（1）水煤氣 （2） ① 2254    ② 80      （3） A、C       0.100 
（4）CH₃OH-6e^- +H₂O=CO₂+6H⁺    增大

試題分析：（2）①吸收的能量=946+218×6= 2254KJ，②放出的能量=2254-2334=80KJ
（3）①該反應前后氣體分子總數(shù)不相等，故當平均相對摩爾質量、壓強不變時，反應達到了平衡狀態(tài)；v(H₂)_正 = 2v(CH₃OH)_逆也能表示反應達到平衡狀態(tài)，而D選項都表示逆反應，不能表示反應達到平衡狀態(tài)。②設反應過程中，CO的轉化濃度為x，H2為2x，甲醇為x。則CO的平衡濃度為（0.2-x），H₂的平衡濃度為（0.3-2x），甲醇的平衡濃度為x,故，解得：x=0.100。（4）負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，正極的電極反應式：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故正極的pH值增大。
點評：化工生產是工業(yè)的重要產業(yè)，近年來高考的熱點，考生在備考過程中應注意知識的靈活運用，達到舉一反三的效果。難度較大。