[题目]十九大报告提出要对环境问题进行全面.系统的可持续治理.绿色能源是实施可持续发展的重要途径.利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示:(1)已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H1= - 41 kJ/molCH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) △H2=+174.1 kJ/mol请写出反应I� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示：

（1）已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H1= - 41 kJ/mol

CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) △H2=+174.1 kJ/mol

请写出反应I的热化学方程式_____________________________。

（2）反应II，在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的CO平衡转化率见下图

（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同）。

① 经分析，A、E和G三点对应的反应温度相同，其原因是KA=KE=KG=________（填数值）。在该温度下：要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是________。

② 对比分析B、E、F三点，可得出对应的进气比和反应温度的变化趋势之间的关系是_____________________________________________________________。

③ 比较A、B两点对应的反应速率大小：VA______VB（填“＜” “=”或“＞”）。反应速率v=v正－v逆=－，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO转化率刚好达到20%时=__________ （计算结果保留1位小数）。

（3）反应III，利用碳酸钾溶液吸收CO2得到饱和的KHCO3电解液，电解活化的CO2来制备乙醇。

①已知碳酸的电离常数Ka1=10-a，Ka2=10-b，吸收足量CO2所得饱和KHCO3溶液的pH=c，则该溶液中lg=____________________________________（列出计算式）。

②在饱和KHCO3电解液中电解CO2来制备乙醇的原理如图所示。则阴极的电极反应式是_____________________________________________________________________。

【答案】CH3CH2OH(g)+H2O(g)＝4H2(g)+2CO(g) △H=+256.1kJ/mol 1 及时移去产物进气比越大，反应温度越低(或进气比越小，反应温度越高) ＜ 36.0 c-a 14CO2+12e-+9H2O＝CH3CH2OH+12HCO3-

【解析】

(1)反应I化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)＝4H2(g)+2CO(g)，因为①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=-41kJ/mol，②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H2=+174.1kJ/mol，根据盖斯定律，将②-①×2得：CH3CH2OH(g)+H2O(g)＝4H2(g)+2CO(g) △H=+174.1kJ/mol－(-41kJ/mol)×2=+256.1kJ/mol，即热化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)＝4H2(g)+2CO(g) △H=+256.1kJ/mol，故答案为：CH3CH2OH(g)+H2O(g)＝4H2(g)+2CO(g) △H=+256.1kJ/mol；

(2)①反应II为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，由于A、E和G三点对应的反应温度相同，其平衡常数KA=KE=KG，可用E点数值进行计算：图中E点数值为(1，0.5)，反应的三段式为：

平衡常数K===1；CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41kJmol-1，即正向为气体体积不变的放热反应，所以恒温条件下，增大H2O(g)的浓度或及时分离出CO2等产物均可提高CO的平衡转化率，故答案为：1；及时移去产物；

②由图可知，当CO的转化率相同时，温度由低到高，对应的进气比为0.5、1、1.5，则进气比越高达到相同转化率所需的温度越低，即进气比越大，反应温度越低或进气比越小，反应温度越高，故答案为：进气比越大，反应温度越低(或进气比越小，反应温度越高)；

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=-41kJ/mol，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，CO转化率减小，则B点温度高，反应速率快，即VA＜VB；D点数值为(1，0.6)，反应三段式为：

D 点温度下的平衡常数K===2.25，反应达到平衡时v正=v逆，即k正xCO·xH2O=k逆xCO2·xH2，所以===K=2.25，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO转化率刚好达到20%时，三段式：

xCO=xH2O==0.4，xCO2=xH2=0.1，所以则==K×=2.25×=36.0，故答案为：＜；36.0；

(3)①pH=c时c(H+)=10-cmol/L，KHCO3以水解为主，HCO3-+H2OH2CO3+OH-，平衡常数K==，则=×c(OH-)===10c-a，所以lg=lg10c-a=c-a，故答案为：c-a；

②阴极失去电子发生氧化反应，故电极反应方程式14CO2+12e-+9H2O＝CH3CH2OH+12HCO3-，故答案为：14CO2+12e-+9H2O＝CH3CH2OH+12HCO3-。

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① 溶液a呈酸性，原因是______。

② 根据如图所示的溶解度曲线，将溶液a______（填操作），可得NH4Cl粗品。

③ 提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：

化合物	ZnCl2	NH4Cl
熔点	365℃	337.8℃分解
沸点	732℃	-------------

根据上表，设计方案提纯NH4Cl：________。

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ⅱ．向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。

① 用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因：________。

② 解释试剂加入顺序不同，MnO2作用不同的原因：________。

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