Question

党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。节能减排是中国转型发展的必经之路，工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施，下图是几种工业生产的联合生产工艺：

请回答下列问题：

（1）装置甲为电解池，根据图示转化关系可知：A为____________（填化学式），阴极反应式为____________。

（2）装置丙的反应物为Ti，而装置戊的生成物为Ti，这两个装置在该联合生产中并不矛盾，原因是_________________________________________________

装置戊进行反应时需要的环境为________（填字母序号）。

A．HCl气体氛围中  B．空气氛围中    C．氩气氛围中  D．水中

（3）装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH<0。

①该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）如下表：

温度/℃	250	350
K	2.041	x

符合表中的平衡常数x的数值是________（填字母序号）。

A．0  B．0.012  C．32.081  D．100

②若装置乙为容积固定的密闭容器，不同时间段各物质的浓度如下表：

	c（CO）	c（H2）	c（CH3OH）
0 min	0.8 mol·L^－^1	1.6 mol·L^－^1	0
2 min	0.6 mol·L^－^1	y	0.2 mol·L^－^1
4 min	0.3 mol·L^－^1	0.6 mol·L^－^1	0.5 mol·L^－^1
6 min	0.3 mol·L^－^1	0.6 mol·L^－^1	0.5 mol·L^－^1

反应从2 min到4 min之间，H₂的平均反应速率为________。反应达到平衡时CO的转化率为________。反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是________（填字母序号）。

A．使用催化剂  B．降低温度

C．增加H₂的浓度

（4）装置己可以看作燃料电池，该燃料电池的负极反应式为____________ ________________________________________________。

Answer

（1）Cl2 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－

（2）进入装置丙的Ti含有的杂质较多，从装置戊中出来的Ti较为纯净 C

（3）①B ②0.3 mol·L－1·min－1 62.5% A

（4）CH3OH＋8OH－－6e－=CO32—＋6H2O

【解析】（1）装置甲为电解饱和NaCl溶液的装置，阳极为Cl－失电子，被氧化为Cl2，阴极水电离的H＋得电子，生成氢气和NaOH。

（2）装置丙和装置戊的作用是提纯Ti。装置戊中发生的反应是钠还原TiCl4的反应，而高温条件下钠与氧气反应，需要无氧和无水环境。

（3）①ΔH<0，所以正反应为放热反应，故平衡常数随着温度的升高而降低，x<2.041，而且因为是可逆反应，平衡常数不可能为0。②根据表格中CO或CH3OH的浓度可知y＝1.2 mol·L－1，所以反应从2 min到4 min之间，H2的平均反应速率为＝0.3 mol·L－1·min－1；4 min时，反应达到平衡，故CO的转化率为×100%＝62.5%；0～2 min的反应速率比2～4 min的反应速率小，故2 min时可能使用了催化剂。

（4）装置己是由甲醇、氧气、NaOH溶液构成的燃料电池，负极反应为甲醇在碱性条件下失电子的反应。