Question

【題目】Ⅰ.CO2的轉(zhuǎn)化一直是全球研究的熱點，其中將CO2和H2合成甲醇及二甲醚 (CH3OCH3)具備相對成熟的技術(shù)。工業(yè)生產(chǎn)中，有以下相關(guān)反應(yīng)

①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H < 0

②2 CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H < 0

③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g) △H < 0

（1）在一常溫恒容的密閉容器中，放入一定量的甲醇如②式建立平衡，以下說法正確并可以作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)為________。

A．容器內(nèi)氣體相對分子質(zhì)量保持不變

B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

C．相同時間內(nèi)消耗甲醇的量是消耗二甲醚的兩倍；

D．甲醇和二甲醚物質(zhì)的量相等

（2）在三個體積相同的密閉容器A,B,C中加入相同物質(zhì)的量的CO和H2O在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)③，經(jīng)過相同時間后測得容器中的CO物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如下圖：

① A、B兩點的速率大小v(A)___v(B)（填“大于”、“小于”、“等于”、“無法判斷”）

② 請解釋曲線中CO的物質(zhì)的量先減小后增大的原因________________________。

（3）一定量的CO2和H2在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)①，下左圖是容器內(nèi)CO2的百分含量隨著外界條件改變的變化曲線圖，請補(bǔ)充完整。（t1時刻升溫；t2時刻加催化劑）______

Ⅱ.SO2的尾氣處理通常用電化學(xué)處理法

（4）①如上右圖所示，Pt(Ⅱ)電極的反應(yīng)式為__________________；

②當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.02mole－時(較濃H2SO4尚未排出)，交換膜左側(cè)溶液中約增加_____mol離子。

Answer 1

【答案】 BC 小于 B容器的反應(yīng)溫度比A容器高，反應(yīng)速率快，在相同時間內(nèi)消耗掉CO多，而C容器中溫度高，速率快，反應(yīng)達(dá)到平衡后隨溫度上升平衡逆向移動，CO的量增大 2HSO3-+2e－+2H+=S2O42-+2H2O 0.03

【解析】（1）A．容器內(nèi)氣體只有二甲醚，相對分子質(zhì)量一直保持不變，A錯誤；B．正反應(yīng)體積增加，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；C．相同時間內(nèi)消耗甲醇的量是消耗二甲醚的兩倍，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D．甲醇和二甲醚物質(zhì)的量相等不能說明正逆反應(yīng)速率相等，所以不能證明達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，D錯誤，答案選BC。

（2）①B點溫度高于A點，則A、B兩點的速率大小v(A)＜v(B)。②由于B容器的反應(yīng)溫度比A容器高，反應(yīng)速率快，在相同時間內(nèi)消耗掉CO多，而C容器中溫度高，速率快，反應(yīng)達(dá)到平衡后隨溫度上升平衡逆向移動，CO的量增大，因此曲線中CO的物質(zhì)的量先減小后增大。（3）t1時升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO2的百分含量增加，因此圖象為。（4）①根據(jù)裝置圖可知Pt(Ⅱ)電極產(chǎn)生S2O42－，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，反應(yīng)式為2HSO3－+2e－+2H+=S2O42－+2H2O；②左側(cè)電極反應(yīng)式為：SO2-2e－+2H2O=SO42－+4H＋，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，生成硫酸根物質(zhì)的量0.02mol/2=0.01mol，生成氫離子為0.04mol，為保持溶液電中性，0.01mol硫酸根需要0.02mol氫離子，多余的氫離子通過陽離子交換膜移至右側(cè)，即有0.02mol氫離子移至右側(cè)，故左側(cè)溶液中增加離子為0.01mol+0.02mol=0.03mol。