Question

【題目】(一)已知煤氣化制合成氣(CO 和H2)的主要反應有：

①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H1＝131.3kJmol﹣1

②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)△H2＝90kJmol﹣1

(1)有利于提高上述反應①平衡轉化率的條件是_____。

A.高溫高壓B.高溫低壓C.低溫高壓D.低溫低壓

(2)研究表明，將C(s)和H2O(g)置于密閉容器中發生反應①，升高溫度，增大壓強，氫氣的含量也顯著增大，理由是_____。

(3)由合成氣制甲醇能發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H＜0，在相同容積的 甲、乙、丙三個恒容密閉容器中分別投入amolCO和2amolH2，三個容器的反應溫度分別為 T1、T2、T3且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實驗測得反應均進行到tmin時CO 的體積分數如圖所示。

①三個容器中一定處于化學平衡狀態的是_____(填“甲”“乙”或“丙”)；該容器中CH3OH(g)的體積分數為_____。

②在圖中分別畫出反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H＜0在無催化劑、有催化劑兩 種情況下“反應過程-能量”示意圖_____。

(二)運用電解法，在酸性條件下可以將CO2轉化為C3H8O，寫出電解生成C3H8O的電極反應式_____。

Answer 1

【答案】B 溫度對平衡正向移動的影響大于壓強對平衡逆向移動的影響 丙 40% 3CO2+18e﹣+18H+＝C3H8O+5H2O

【解析】

(一)(1)反應①為吸熱反應，隨著反應進行，氣體分子數增加，體系壓強增大，升溫、減壓均有利于提高平衡轉化率；

(2)升高溫度，增大壓強，氫氣的含量也顯著增大，說明平衡正向移動，升高溫度對正向移動有利，增大壓強對正向移動不利；

(3)①反應正反應為放熱反應，根據圖1中T1、T2、T3時CO百分含量，T2＜T1＜T3，結合化學平衡移動分析解答，根據平衡時CO的體積分數和化學反應方程式計算；

②催化劑降低反應的活化能，但不改變反應的焓變，據此作圖；

(二)在酸性條件下可以將CO2轉化為C3H8O，H+參與反應，反應為還原反應，H+轉化為H2O，據此寫出電極反應式。

(一)(1)反應①為吸熱反應，隨著反應進行，氣體分子數增加，體系壓強增大，升溫、減壓均有利于提高平衡轉化率，所以控制的條件為高溫低壓，故答案為：B；

(2)升高溫度，增大壓強，氫氣的含量 也顯著增大，說明平衡正向移動，升高溫度對正向移動有利，增大壓強對正向移動不利，但平衡仍正向移動，說明溫度對反應的影響大于壓強對反應的影響，故答案為：溫度對平衡正向移動的影響大于壓強對平衡逆向移動的影響；

(3)①反應正反應為放熱反應，根據圖3中T1、T2、T3時CO百分含量由小到大依次為T2＜T1＜T3，T1中的狀態轉變成T2中的狀態，CO百分含量減小，說明平衡正向移動，說明T1未達平衡狀態，T2中的狀態轉變成T3中的平衡狀態，CO百分含量增大，說明平衡逆向移動，說明T2可能達平衡狀態，一定達到化學平衡狀態的是丙，

丙容器中平衡時CH3OH的體積分數為，可得x＝a，所以CH3OH(g) 的體積分數為；

②催化劑降低反應的活化能，但不改變反應的焓變，所以能量變化圖為：；

(二)在酸性條件下可以將 CO2轉化為 C3H8O，H+參與反應，反應為還原反應，H+轉化為H2O，所以電極反應為：3CO2+18e﹣+18H+＝C3H8O+5H2O。