Question

【题目】I.(1)氰化钠是剧毒化学品。氰化钠泄漏到水体中，可用ClO2处理，生成两种无色无味无毒的气体。写出用ClO2处理氰化钠废水的离子方程式____________。

(2)中国在甲醇燃料电池技术上获得突破，其装置原理如图甲。乙池是铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨。M电极的反应式为：______________。

II.工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇。已知298K和101KPa条件下：

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(1) △H1＝－571.6kJ/mol

CO(g)+l/2O2(g)＝CO2(g) △H2＝－283.0kJ/mol

CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g) +2H2O(1) △H3＝－726.5kJ/mol

(3)则CO(g)+2H2 (g)CH3OH(1) △H=_____kJ/mol

(4)已知：CH3OH(1) =CH3OH(g) △H=+35.2kJ/mol；CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡常数K随温度变化关系的曲线为下面左图中的_______（填曲线标记字母I或II）。

(5)维持反应温度为510K，以n(H2)/ n(CO)=2:1充入一定量的原料气于1L容器中，在上述条件下充分反应，tl时刻达到平衡，测得容器中c(CH3OH)=2mol/L，则平衡时CO转化率=______；若维持反应温度为520K，其它条件不变，请在上面右图中画出c(CO)在0～tl时刻变化曲线：_____________。

(6) 20世纪90年代，化学家研制出新型催化剂：碱金属的醇盐及溶剂用于合成甲醇。30题图4是在该新型催化剂作用下，研究温度、压强对合成甲醇的影响。由图可知适宜的反应温度、压强为____。

温度 A. 90～150℃ B. 200～260℃ C．300～360℃ D．400～460℃

压强 E. 0.1～1 MPa F.3～5 MPa G. 8～10 MPa H. 15～20MPa

Answer 1

【答案】 2ClO2+2CN－＝2Cl－+N2+2CO2 2Al－6e－+6HCO3－＝Al2O3+6CO2↑+3H2O △H＝－128.1kJ/mol I 97.56%（或97.6%或98%） A、F

【解析】I.(1)氰化钠泄漏到水体中，可用ClO2处理，生成两种无色无味无毒的气体，根据原子守恒可知应该是氮气和二氧化碳，所以用ClO2处理氰化钠废水的离子方程式为2ClO2+2CN－＝2Cl－+N2+2CO2。(2)根据甲中氢离子的移动方向可知右侧电极是正极，因此M是阳极，发生失去电子的氧化反应，即铝失去电子，电极反应式为2Al－6e－+6HCO3－＝Al2O3+6CO2↑+3H2O；

II. (3)已知：

①2H2(g)+O2(g)＝2H2O(1) △H1＝－571.6kJ/mol

②CO(g)+l/2O2(g)＝CO2(g) △H2＝－283.0kJ/mol

③CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g) +2H2O(1) △H3＝－726.5kJ/mol

则根据盖斯定律可知①+②－③即可得到反应CO(g)+2H2 (g)CH3OH(1)的反应热 △H=－128.1kJ/mol；

(4)已知：CH3OH(1) =CH3OH(g) △H=+35.2kJ/mol，则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=－92.9kJ/mol，即该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，即曲线I符合。

(5) CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始浓度（mol/L） n 2n 0

转化浓度（mol/L） 2 4 2

平衡浓度（mol/L） n－2 2n－4 2

所以根据图像可知此时平衡常数为4000，则，解得n＝41/20，所以平衡时CO转化率=2/n×100%＝97.56%；正反应是放热反应，升高温度反应速率加快，平衡向逆反应方向进行，CO浓度增大，到达平衡的时间减少，所以图像为。

(6)根据图像可知在3～5 MPa，温度为90～150℃时CO的转化率最高，而继续升高温度或增大压强转化率变化不大，但生产成本增加，因此答案选AF。