Question

I．工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的方法：

CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)   △H=-49.0kJ·mol^-1

将6 mol CO₂和8 mol H₂充入2 L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据a(1，6)表示：在1 min时H₂的物质的量是6 mol。

（1）a点正反应速率          (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。计算其化学平衡常数K=         

（2）下列时间段平均反应速率最大的是                     

A．O～1 min    B．1～3 min    C．3～8 min    D．8～11 min

（3）仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线I对应的实验条件改变是              ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是                。

（4）锰酸锂、钛酸锂都是绿色环保新型能源材料，可以用MnO₂为原料制取锰酸锂。

①以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液可制备MnO₂，则阳极的电极反应式为                。

②MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料．碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式为                。

Answer

（1）大于(1分)K＝0.5L2/mol2 （2）A（3）升温 增大压强或增大CO2 浓度

（4）①Mn2++2H2O﹣2e﹣＝MnO2+4H+ ②MnO2+H2O+e﹣＝MnO（OH）+OH﹣

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）a点氢气的物质的量还是在减小的，所以反应是在向正反应方向进行，因此正反应速率大于逆反应速率。平衡时氢气是2mol，则消耗氢气是6mol，所以同时消耗CO2是2mol，生成甲醇和水蒸气是2mol。所以平衡常数等于。

（2）反应速率越大，反映在曲线上斜率就越大，所以反应速率最大的是0～1 min，即A是正确的。

（3）根据图像可知曲线I对应的反应速率快，平衡时氢气的物质的量大，说明平衡是向逆反应方向移动的，因此改变的条件是升高温度。曲线Ⅱ的反应速率也快，但平衡时氢气的物质的量小，说明向正反应方向移动，因此是增大压强或增大CO2 浓度。

Ⅱ．（4）①阳极失去电子，则阳极应该是锰离子失去电子转化为二氧化锰，电极反应式为Mn2++2H2O﹣2e﹣＝MnO2+4H+；②碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，其电极反应式为MnO2+H2O+e﹣＝MnO（OH）+OH﹣。

考点：考查平衡状态的有关计算、外界条件对平衡状态的影响以及电化学原理的应用