Question

【题目】（一）工业上，在Cu2O/ZnO 作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H

（1）已知：CH3OH(l)=CH3OH(g) △H=+35.2kJmol-1，根据表：

物质	H2(g)	CO(g)	CH3OH(l)
燃烧热/kJmol-1	-285.8	-283.0	-726.5

反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=______kJmol-1

（2）向2L恒容密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g)，发生反应合成甲醇，反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图1所示。在500℃恒压条件下，请在图1中画出反应体系中n(CH3OH)与时间（t）变化总趋势图。

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（二）甲醇还可用CO2与H2在催化剂CZZA（普通铜基催化剂）作用下合成，相关反应如下：

反应ⅠCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.2kJmol-1

反应ⅡCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJmol-1

（3）以CZZA/rGO为催化剂，在一定条件下，将1mol CO2与3mol H2通入恒容密闭容器中进行反应I和反应II，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率（甲醇的选择率：转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数）随温度的变化趋势如图2所示：

①在553K时，反应体系内CO的物质的量为______ mol

②随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：______

（三）（4）如图为氯碱工业的装置示意图，a端进入的物质为______，工业上还可以利用该装置，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，则收集到(CH3)4NOH的区域是______（填a、b、c或d），

Answer 1

【答案】-92.9 0.084 随温度升高，反应I放热，平衡逆移，反应II吸热，平衡正移且程度较大，所以CO2平衡转化率增加但甲醇的选择率降低 精制饱和食盐水 d

【解析】

（1）H2(g)+O2(g)H2O(l) △H=-285.8kJmol-1①，

CO(g)+O2(g)CO2(g)△H=-283.0kJmol-1②，

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol③

CH3OH(l)=CH3OH (g) △H=+35.2kJmol-1④

将方程式2①+②-③-④得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=(-285.8×2-283.0+726.5-35.2)kJ/mol=-92.9kJ/mol，故答案为：-92.9；

（2）该反应的正反应为气体体积减小的反应，恒容条件下随着反应进行压强逐渐减小，恒压条件下压强不变，与恒容条件相比，相当于增大压强平衡正向移动，且反应速率比恒容条件下大，则反应达到平衡时间缩短，生成的甲醇物质的量增大，所以其图象为，故答案为：；

（3）①在553K时，甲醇的选择率为60%，二氧化碳的转化率为21%，则生成CO消耗的n(CO2)=1mol×21%×(1-60%)=0.084mol，根据C原子守恒计算生成的n(CO)=0.084mol，故答案为：0.084；②升高温度，反应I为放热反应，平衡逆向移动，反应II为吸热反应，平衡正向移动且程度较大，所以CO2平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，故答案为：随温度升高，反应I放热，平衡逆移，反应II吸热，平衡正移且程度较大，所以CO2平衡转化率增加但甲醇的选择率降低；

（4）氯碱工业中，阳极上氯离子失电子生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，离子交换膜为阳离子交换膜，钠离子进入右侧，则a为精制饱和食盐水、b为稀NaCl溶液、d为NaOH溶液、c为稀NaOH溶液；工业上还可以利用该装置，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，阳极上生成氯气、阴极上生成氢气，四甲基铵离子通过阳离子交换膜加入右侧得到(CH3)4NOH，所以d处得到(CH3)4NOH，

故答案为：精制饱和食盐水；d。