题目内容
低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳循环正成为科学家研究的主要课题．
Ⅰ．最近有科学家提出构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇．该构想技术流程如下：
（1）向分解池中通入高温水蒸气的作用是 ．
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（1）△H=-44.0kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 ．
Ⅱ．一氧化碳与氢气也可以合成甲醇，反应为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．
（1）某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡，测得c（H2）=2.2mol?L-1，则CO的转化率为 ．
（2）T1℃时，此反应的平衡常数为K（T1）=50．此温度下，在一个2L的密闭容器中加入一定量CO和H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
①比较此时正、逆反应速率的大小：v正 v逆值（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若其他条件不变时，只改变反应的某一个条件，下列说法正确的是 ．
A．若达到新平衡时c（CO）=0.3mol/L，平衡一定逆向移动
B．若将容器体积缩小到原来的一半，达到新平衡时，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L
C．若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），平衡不移动
D．若升高温度，平衡常数将增大
Ⅲ．CO2和SO2的处理是许多科学家都在着力研究的重点．有学者想以如图所示装置用燃料电池原理将CO2、SO2转化为重要的化工原料．
（1）若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，电池总反应式为CO2+3H2=CH3OH+H2O，则正极反应式为 ．
（2）若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为 ．
Ⅰ．最近有科学家提出构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇．该构想技术流程如下：
（1）向分解池中通入高温水蒸气的作用是
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（1）△H=-44.0kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
Ⅱ．一氧化碳与氢气也可以合成甲醇，反应为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0．
（1）某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡，测得c（H2）=2.2mol?L-1，则CO的转化率为
（2）T1℃时，此反应的平衡常数为K（T1）=50．此温度下，在一个2L的密闭容器中加入一定量CO和H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
| 物质 | H2 | CO | CH3OH |
| 浓度/（mol?L-1） | 0.2 | 0.2 | 0.4 |
②若其他条件不变时，只改变反应的某一个条件，下列说法正确的是
A．若达到新平衡时c（CO）=0.3mol/L，平衡一定逆向移动
B．若将容器体积缩小到原来的一半，达到新平衡时，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L
C．若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），平衡不移动
D．若升高温度，平衡常数将增大
Ⅲ．CO2和SO2的处理是许多科学家都在着力研究的重点．有学者想以如图所示装置用燃料电池原理将CO2、SO2转化为重要的化工原料．
（1）若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，电池总反应式为CO2+3H2=CH3OH+H2O，则正极反应式为
（2）若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为
分析：Ⅰ．（1）空气在二氧化碳再吸收池中转化为碳酸氢钾，合成塔内为氢气与二氧化碳反应合成甲醇，所以分解池应提供二氧化碳；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
Ⅱ．（1）依据化学平衡三段式列式计算，反应速率等于单位时间内难度变化计算得到；
（2）①依据浓度商和平衡常数比较分析反应进行的方向；
②依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断；
Ⅲ．①燃料电池的工作原理，正极上是一氧化碳发生得电子发生还原反应；
②根据电极反应：SO2+O2+H2O=H2SO4进行分析，负极是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸．
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
Ⅱ．（1）依据化学平衡三段式列式计算，反应速率等于单位时间内难度变化计算得到；
（2）①依据浓度商和平衡常数比较分析反应进行的方向；
②依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断；
Ⅲ．①燃料电池的工作原理，正极上是一氧化碳发生得电子发生还原反应；
②根据电极反应：SO2+O2+H2O=H2SO4进行分析，负极是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸．
解答：解：Ⅰ．（1）空气在二氧化碳再吸收池中转化为碳酸氢钾，合成塔内为氢气与二氧化碳反应合成甲醇，所以分解池应提供二氧化碳．向分解池中通入高温水蒸气的作用是提供高温环境使KHCO3分解，故答案为：提供高温环境使KHCO3分解；
（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（1）△H=-44.0kJ/mol
依据盖斯定律①-②+③×4得到：2CH3OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H=-885.6kJ?mol-1；
得到CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJ?mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJ?mol-1；
Ⅱ．（1）将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡，测得c（H2）=2.2mol?L-1，物质的量为4.4mol；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始量（mol） 2 6 0
变化量（mol） 0.8 1.6 0.8
平衡量（mol） 1.2 4.4 0.8
则CO的转化率为=
×100%=40%；
故答案为：40%；
（2）①T1℃时，此反应的平衡常数为K（T1）=50．
Qc=
=50=K，故反应达到平衡，正逆反应速率相同；
故答案为：=；
②CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
A．若达到新平衡时c（CO）=0.3mol/L，可以增大一氧化碳的量，平衡不一定逆向移动，故A错误；
B．若将容器体积缩小到原来的一半，相当于增大压强，浓度增大一倍，平衡向气体体积减小的方向进行，达到新平衡时，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L，故B正确；
C．若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），和0.2molCO，0，2molH2，0.4molCH3OH的平衡状态极值转换后相同，故平衡不移动，故C正确；
D．反应是放热反应，若升高温度平衡逆向进行，平衡常数将减小，故D错误；
故答案为：BC；
Ⅲ．（1）若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，电池总反应式为CO2+3H2=CH3OH+H2O，则正极上是一氧化碳得到电子生成甲醇，电极反应式为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，
故答案为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；
（2）若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，反应为SO2+O2+H2O=H2SO4，则负极反应式为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+．
（2）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（1）△H=-44.0kJ/mol
依据盖斯定律①-②+③×4得到：2CH3OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H=-885.6kJ?mol-1；
得到CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJ?mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJ?mol-1；
Ⅱ．（1）将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡，测得c（H2）=2.2mol?L-1，物质的量为4.4mol；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始量（mol） 2 6 0
变化量（mol） 0.8 1.6 0.8
平衡量（mol） 1.2 4.4 0.8
则CO的转化率为=
| 0.8 |
| 2 |
故答案为：40%；
（2）①T1℃时，此反应的平衡常数为K（T1）=50．
Qc=
| 0.4 |
| 0.2×0．22 |
故答案为：=；
②CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
A．若达到新平衡时c（CO）=0.3mol/L，可以增大一氧化碳的量，平衡不一定逆向移动，故A错误；
B．若将容器体积缩小到原来的一半，相当于增大压强，浓度增大一倍，平衡向气体体积减小的方向进行，达到新平衡时，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L，故B正确；
C．若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），和0.2molCO，0，2molH2，0.4molCH3OH的平衡状态极值转换后相同，故平衡不移动，故C正确；
D．反应是放热反应，若升高温度平衡逆向进行，平衡常数将减小，故D错误；
故答案为：BC；
Ⅲ．（1）若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，电池总反应式为CO2+3H2=CH3OH+H2O，则正极上是一氧化碳得到电子生成甲醇，电极反应式为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，
故答案为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；
（2）若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，反应为SO2+O2+H2O=H2SO4，则负极反应式为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+．
点评：本题考查了流程图的分析判断，热化学方程式的盖斯定律计算应用，化学平衡的计算应用，平衡状态的影响因素分析，原电池电极反应书写方法，题目难度中等．
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