1、填空题  （16分）
（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g)      △H＝+206.0 kJ·mol－1
II：CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g)        △H＝－129.0 kJ·mol－1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的△H=         。
（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应器，在一定条件下发生反应I，测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为     mol·L-1·min-1。

（3）在某温度和压强下，将一定量 CO与H2充入密闭容器发生反应II生成甲醇，平衡后压缩容器体积至原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是    (填序号)：
a．c ( H2 )减少； 
b.平衡常数K增大； 
c．CH3OH 的物质的量增加；
d．正反应速率加快，逆反应速率减慢；  
e．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2+氧化成Co3+，然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+（用石墨烯吸附除去Co2+）。现用下图装置模拟上述过程，

则：
Co2+在阳极的电极反应式为：                          ；
除去甲醇的离子方程式为                              。

参考答案：（1）+77.0 kJ·mol－1      （2）0.03
（3）c e
（4）Co2+－e-= Co3+（或6Co2+－6e-=6Co3+，3分）
6Co3++CH3OH+H2O ==6Co2++CO2↑+6H+

本题解析：（1）由盖斯定律，方程式I 和II的焓变相加，可计算得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为：CH4(g)+H2O(g)＝H2(g) +CH3OH (g)  △H ＝+77.0 kJ·mol－1；由方程式I，结合图像，计算得甲烷表示的化学反应速率为0.01mol·L-1·min-1，进而解得氢气表示的反应速率；（3）改变条件会导致各成分的浓度增大，且压强增大，反应速率增大，平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，重新平衡时c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。由于温度恒定，所以K值不变；（4）由电解原理，阳极发生氧化反应：Co2+－e-= Co3+（或6Co2+－6e-=6Co3+），由“Co3+将甲醇氧化成CO2和H+”确定除去甲醇的离子方程式：6Co3++CH3OH+H2O ==6Co2++CO2↑+6H+。
考点：盖斯定律、化学反应速率的计算、化学平衡的移动、电极反应式的书写。

本题难度：困难

2、选择题  已知在pH为4～5的溶液中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH=3.8的含有Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液中加入适量的黑色粉末X，充分搅拌后过滤，将滤液用下图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体 V mL。下列说法正确的是

[? ]
A．黑色粉末X是铁粉
B．铜电极连接电源正极
C．石墨电极上发生的反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O
D．铜的相对原子质量的计算式是

参考答案：C

本题解析：

本题难度：一般

3、填空题  （10分）已知有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池和燃料电池相组合，相关流程如下图所示(电极未标出)：回答下列有关问题：

（1）电解池的阴极反应式为 _____________________________________
（2）通入空气的电极为_______________（“正极”或“负极”）
燃料电池中阳离子的移动方向___________(“从左向右”或“从右向左”)。
（3）电解池中产生2 mol Cl2，理论上燃料电池中消耗_____ mol O2。
（4）a、b、c的大小关系为：__________。

参考答案：（10分）（1）2H2O+2e-==H2↑+2OH-   （2）正极  从左到右   （3）1     （4）c>a>b

本题解析：（1）电解饱和食盐水的阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-==H2↑+2OH-  ；
（2）燃料电池中，燃料发生氧化反应，空气中的氧气发生还原反应，所以通入空气的一极是正极，则右侧是正极，左侧是负极，原电池中电子从负极流向正极，所以电子从从左到右移动；
（3）电解池中产生2omol氯气，转移电子的物质的量是4mol，根据氧气中O元素化合价的变化，可知需要氧气的物质的量是1mol；
（4）阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以在氢氧燃料电池中，氢气失去电子生成氢离子与溶液中的氢氧根离子结合为水，使负极的氢氧化钠的浓度降低，氧气得电子与水结合生成氢氧根离子，氢氧根离子不能通过阳离子交换膜而留在正极，而负极中的钠离子移向正极，导致正极出来的氢氧化钠的浓度最大，而负极出来的氢氧化钠的浓度最小，所以a、b、c的大小关系为c>a>b。
考点：考查电化学反应原理的应用，离子的移动方向的判断

本题难度：一般

4、选择题  以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是
A．电能全部转化为化学能
B．粗铜接电源正极，发生还原反应
C．溶液中Cu2＋向阳极移动
D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

参考答案：D

本题解析：粗铜的电解精炼，粗铜接电源正极，发生氧化反应，B错误；溶液中Cu2＋向阴极移动，发生还原反应，C错误；电解精炼的过程中电能不能全部转化为化学能，小部分转化为热能。A错误。

本题难度：一般

5、填空题  （14分）煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中。
（1）已知:

①C(s) ＋ H2O(g) === CO(g)＋H2(g)    ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1
②CO2(g) ＋ H2(g) ===" CO(g)" ＋ H2O(g) ΔH＝+41.3 kJ·mol－1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为                            。
该反应在        （填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行。
（2）有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T1℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：

参考答案：（1）C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g)  

本题解析：

本题难度：困难