Question

过度排放CO₂会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

（1）已知①C(s) ＋ H₂O(g) = CO(g)＋H₂(g)      ΔH₁＝＋131.3 kJ·mol^－1

②C(s) ＋ 2H₂O(g) = CO₂(g) ＋ 2H₂(g)  ΔH₂＝＋90 kJ·mol^－1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是   ________________________，

（2）用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是_______________________。

（3）在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，则：

①p₁________p₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③在p₁下，100 ℃时，CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。

（4）如图表示CO₂与H₂反应生成CH₃OH和H₂O的过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化：

关于该反应的下列说法中，正确的是________(填编号)。

A．ΔH＞0，ΔS＞0              B．ΔH＞0，ΔS＜0

C．ΔH＜0，ΔS＜0              D．ΔH＜0，ΔS＞0

（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝________。

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。

A．升高温度             B．将CH₃OH(g)及时液化移出

C．选择高效催化剂       D．再充入1 mol CO₂和3 mol H₂

Answer

（1） CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.3 kJ·mol－1 （2） O2 +4e－ +2H2O = 4OH—                （3）①＜②    V 2 / a2 ③增大     （4）C    （5）①0.075 mol/( L·min). ②BD

【解析】

试题分析：（1）②-①可得：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.3 kJ/mol.. （2）在燃料电池中，通入燃料的电极作负极，通入氧气的电极作正极。a电极是负极，b电极是正极。b电极的电极反应式是O2 +4e－ +2H2O = 4OH— （3） ①由图可以看出：在温度相同时，转化率P2>P1。根据平衡移动原理：在其它条件不变的情况下。增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。即向正反应方向移动。这时反应物的转化率提高。所以P1