Question

【题目】Ⅰ.CO2的转化一直是全球研究的热点，其中将CO2和H2合成甲醇及二甲醚 (CH3OCH3)具备相对成熟的技术。工业生产中，有以下相关反应

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）在一常温恒容的密闭容器中，放入一定量的甲醇如②式建立平衡，以下说法正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为________。

A．容器内气体相对分子质量保持不变

B．容器内气体压强不变

C．相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍；

D．甲醇和二甲醚物质的量相等

（2）在三个体积相同的密闭容器A,B,C中加入相同物质的量的CO和H2O在不同温度下发生反应③，经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如下图：

① A、B两点的速率大小v(A)___v(B)（填“大于”、“小于”、“等于”、“无法判断”）

② 请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因________________________。

（3）一定量的CO2和H2在一密闭容器中发生反应①，下左图是容器内CO2的百分含量随着外界条件改变的变化曲线图，请补充完整。（t1时刻升温；t2时刻加催化剂）______

Ⅱ.SO2的尾气处理通常用电化学处理法

（4）①如上右图所示，Pt(Ⅱ)电极的反应式为__________________；

②当电路中转移0.02mole－时(较浓H2SO4尚未排出)，交换膜左侧溶液中约增加_____mol离子。

Answer 1

【答案】 BC 小于 B容器的反应温度比A容器高，反应速率快，在相同时间内消耗掉CO多，而C容器中温度高，速率快，反应达到平衡后随温度上升平衡逆向移动，CO的量增大 2HSO3-+2e－+2H+=S2O42-+2H2O 0.03

【解析】（1）A．容器内气体只有二甲醚，相对分子质量一直保持不变，A错误；B．正反应体积增加，容器内气体压强不变说明反应达到平衡状态，B正确；C．相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C正确；D．甲醇和二甲醚物质的量相等不能说明正逆反应速率相等，所以不能证明达到了化学平衡状态，D错误，答案选BC。

（2）①B点温度高于A点，则A、B两点的速率大小v(A)＜v(B)。②由于B容器的反应温度比A容器高，反应速率快，在相同时间内消耗掉CO多，而C容器中温度高，速率快，反应达到平衡后随温度上升平衡逆向移动，CO的量增大，因此曲线中CO的物质的量先减小后增大。（3）t1时升高温度，平衡向正反应方向移动，CO2的百分含量增加，因此图象为。（4）①根据装置图可知Pt(Ⅱ)电极产生S2O42－，发生得到电子的还原反应，反应式为2HSO3－+2e－+2H+=S2O42－+2H2O；②左侧电极反应式为：SO2-2e－+2H2O=SO42－+4H＋，根据电子转移守恒，生成硫酸根物质的量0.02mol/2=0.01mol，生成氢离子为0.04mol，为保持溶液电中性，0.01mol硫酸根需要0.02mol氢离子，多余的氢离子通过阳离子交换膜移至右侧，即有0.02mol氢离子移至右侧，故左侧溶液中增加离子为0.01mol+0.02mol=0.03mol。