题目内容
【题目】甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：
（1）已知：甲醇分解反应：CH3OH(g)
CO(g)＋2H2(g) △H1＝________ kJ·mol－1水蒸气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41．20 kJ·mol－1，则CH3OH（g）＋H2O（g）CO2（g）＋3H2（g）△H3＝+49.44kJ·mol－1。
（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd（Ⅲ）表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd（Ⅲ）表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为_________________________。
（3）在0.1MPa下，将总进料量1 mol且n（CH3OH）：n（H2O）＝1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。
①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是__________。
②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O（g）、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示，试解释a的含量约是c的含量3倍的原因__________。
（4）297 K时，向密闭容器Ⅰ(体积为4L）和Ⅱ（体积为8L）中分别充入下列物质发生反应，
编号 | CO(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) |
Ⅰ | 4 | a | 0 |
Ⅱ | 4 | 4 | 4 |
达平衡时两个容器中c(H2)相等且c(H2)=0.5mol/L。则
①a=_____________。
②该温度时，Ⅰ中反应的K=___________。
③Ⅱ中按表格数据充入反应物此时反应的方向__________（填“正向进行”、“平衡”或“逆向进行”）。
【答案】90.64 CH2O*+2H*=CHO*+3H* (或CH2O*=CHO*+H*) 随温度升高，催化剂活性降低 a为氢气，c为CO2，二者是通过反应CH3OH＋H2O 
CO2＋3H2 生成，氢气的含量是二氧化碳的3倍 6 0.25 平衡
【解析】
(1)甲醇分解反应：CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) △H1①，水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=-41.20 kJ/mol②，CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △H3＝+49.44kJ·mol－1③，根据盖斯定律①=③-②，即可求出△H1=49.44kJ·mol－1 -(-41.20 kJ/mol)= +90.64 kJ/mol，故答案为：90.64；
(2)活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，过渡态3发生的反应活化能最小，反应物为CH2O*+2H*，产物为CHO*+3H，故反应方程式为CH2O*+2H*=CHO*+3H*。因为2H*反应前后都吸附在催化剂表面，未参与反应，故反应实质为CH2O*=CHO*+H*，故答案为：CH2O*+2H*=CHO*+3H* (或CH2O*=CHO*+H*)；
(3)①因为温度升高，反应速率应加快，而图中速率减小，显然不是温度的影响，只能为催化剂的活性降低，故答案为：随温度升高，催化活性降低；
②对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H＜0，其他条件不变时，升高温度，平衡向左移动，即CO、H2O的含量均增大，CO2、H2的含量均减小。依据图中信息，可初步得知，a、b曲线分别对应CO2或H2，c、d曲线则对应CO或H2O(g)。根据反应方程式可知：该反应起始时，n(H2)＞n(CO2)、n(H2O)＞n(CO)，平衡时含量必然有n(H2)＞n(CO2)、n(H2O)＞n(CO)，故a、b、c、d曲线分别对应H2、CO2、H2O(g)、CO，a的含量约是c的含量3倍，说明反应按CH3OH＋H2OCO2＋3H2进行，故答案为：a 为氢气，c 为CO2，二者是通过反应CH3OH＋H2O CO2＋3H2 生成，氢气的含量是二氧化碳的3倍；
(4)根据反应CH3OH(g)
CO(g)＋2H2(g)①采用一边倒，Ⅱ可以转化为8mol CO和12molH2，Ⅰ的体积为Ⅱ的一半，平衡状态一样，则a=12mol/2=6mol，故答案为6；
②温度相同，则Ⅰ、Ⅱ的K相等，根据Ⅱ计算，平衡时c(H2)=0.5mol/L，n(H2)=4mol，根据三段式，
可知Ⅱ处于平衡状态，平衡时c(H2)=0.5mol/L，c(CO)=0.5mol/L，c(CH3OH)=0.5mol/L，K=
，故答案为0.25；
③由上问可知，Ⅱ中按表格数据充入反应后，此时反应的方向不变，故答案为：平衡。
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I：Na2S2O3的制备。工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：
(1)仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______ (写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______
实验Ⅱ：探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料：Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置 | 试剂X | 实验现象 |
| Fe2(SO4)3溶液 | 混合后溶液先变成紫黑色，30s后几乎变为无色 |
(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：_______
实验Ⅲ：标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294gmol-1)0.5880g。平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-，三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______molL-1
