题目内容
【题目】电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高，有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图1和图2所示。
下列说法错误的是
A. a电极上通入的物质是H2
B. 电解池中b是阳极，c是阴极
C. d电极上电极反应式是N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-
D. 若I=2.0A，通电1h，理论上两装置均可得NH3的质量为
。(已知一个电子的电量为1.6×10-19C)
【答案】B
【解析】通过图1得出b极通入的是N2，所以a极通入的气体应该H2，A说法正确；b极通入的是N2，得到电子，发生还原反应，所以电解池的b极是阴极，c极O2-失去电子，发生氧化反应，c极是阳极，B说法错误；d电极是阴极，N2得到电子生成NH3，总反应式是：2N2+6H2O=4NH3+3O2，所以阴极（d电极）的电极反应式：N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，C说法正确；当流过的电流1 安培时，每秒钟所通过的电量为 1 库仑，所以I=2.0A，通电1h，理论上电量是：2.0×60×60C，通过的电子：（2.0×60×60）÷(1.6×10-19×NA)mol,1molN原子得到3mol电子生成NH3，所以n（NH3）=（2.0×60×60）÷(1.6×10-19×NA×3)mol, NH3的质量是：m（NH3）=n（NH3）M（NH3）=
,D说法正确，本题正确选项B。
【题目】甲醇是一种重要的有机原料，在催化剂的作用下，CO和H2反应可生成甲醇 (CH3OH) 和副产物CH4，反应如下：
反应①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-90.0kJ/mol
反 应②CO(g)+3H2(g)CH4(g) + H2O(g) △H2
反应③ CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+ 4H2(g) △H3=+125.0 kJ/mol
反应④CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H4=-25.0 kJ /mol
K1、K2、K3、K4分别表示反应①、②、③、④的平衡常数。
回答下列问题：
（1）反应②的平衡常数的表达式为K2=______________，K2与K3和K4的关系为K2=______________，△H2=____________kJ/mol。
（2）图1中能正确表示反应①的平衡常数(lgK1) 随温度变化的曲线为______________（填曲线字母），其判断理由为______________________________________________________________。
（3）恒温恒容的条件下，下列情况能说明反应①达到平衡状态的是__________________。
A.2v正 (H2)=v逆(CH3OH) B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变 D.混合气体的压强不再改变
（4）为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1∶3进行实验，得到如下数据：
T/K | 时间/min | 催化剂种类 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
①由表1可知，反应①的最佳催化剂为______________，图2中a、b、c、d四点是该温度下CO平衡转化率的是_________________________________。
②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有_________________。
A.使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2 B.适当降低反应温度
C.增大CO和H2的初始投料比 D.恒容下，再充入a molCO和3a mol H2
（5）已知1000℃，反应CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) K4=1.0。该温度下，在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3molL-1、1molL-1、4molL-1、2molL-1，则此时上述反应的v正(CO)_______v逆(CO) （填“＞”、“＜”或“=”）达到平衡时c(CO)=___________ molL-1。
