(14分)Ⅰ.2011年11月28日至12月9日,联合国气候变化框架公约第17次缔约方会议在南非德班召开,随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO
2的含量及有效地开发利用CO
2,引起了各国的普遍重视。
(1)目前工业上有一种方法是用CO
2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO
2和3.25 mol H
2,在一定条件下发生反应,测定CO
2、CH
3OH(g)和H
2O (g)的浓度随时间变化如图所示:
①写出该工业方法制取甲醇的化学反应方程式
。
②从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v (H
2)=
。
③该条件下CO
2的转化率为
。当温度降低时CO
2的转化率变大,则该反应
0(填“>”“<”或“=”)。
④下列措施中能使n(CH
3OH)/n(CO
2)增大的是
。
A.升高温度 | B.充入氮气 | C.将水蒸气从体系中分离 | D.用更有效的催化剂 |
(2)选用合适的合金作为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此燃料电池负极的电极方程式为
。
Ⅱ.研究NO
2 、SO
2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。其中氮元素有着多变价态和种类多的化合物,它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题:
(1)已知:2SO
2(g) + O
2(g)
2SO
3(g) ΔH=" —196.6" kJ·mol
―12NO(g) + O
2(g)
2NO
2(g) ΔH= —113.0 kJ·mol
―1则反应NO
2(g) + SO
2(g)
SO
3(g) + NO(g) 的ΔH=
。
(2)一定条件下,将NO
2与SO
2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,
①下列能说明反应达到平衡状态的是
(填序号) 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO
3和NO的体积比保持不变 d.相同时间内,每消耗1 molNO
2的同时消耗1 mol SO
3②当测得上述反应平衡时NO
2与SO
2体积比为1: 6,则平衡常数K=
。