题目内容
【题目】煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1
能使化学反应速率加快的措施有________(填序号)。
①增加C的物质的量 ②升高反应温度
③随时吸收CO、H2转化为CH3OH ④密闭定容容器中充入CO(g)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下两组数据：
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 2 | 4 | 0.8 | 3.2 | 3 |
①实验1中以v(CO2)表示的化学反应速率为________。
②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。
(3)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol的CO和6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：
①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而在t2、t8时都改变了条件，试判断t8时改变的条件可能是________。
②若t4时降压，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。________
【答案】 ②④ 0.16 mol/(L·min) 吸 使用了催化剂 
【解析】(1)①碳是固体，增加C的物质的量反应速率不变；②升高反应温度反应速率加快；③随时吸收CO、H2转化为CH3OH，反应物浓度降低，反应速率减小；④密闭定容容器中充入CO(g)增大反应物浓度，反应速率加快，答案选②④；
(2)①v（CO）=(4mol2.4mol)÷2L/5min=0.16mol/（Lmin），速率之比等于化学计量数之，则v（CO2）=0.16mol/（Lmin）；②实验1中CO的转化率为(42.4)/4×100%=40%，实验2中CO的转化率为(43.2)/4×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，这说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，所以逆反应吸热；
(3)①根据图象知，t8时逆反应速率增大，但平衡不移动，所以改变的条件是使用了催化剂；②若t4时降压，正逆反应速率均减小，平衡向逆反应方向进行，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，逆反应速率瞬间不变，平衡向正反应方向进行，所以t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线为。
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【题目】乙二醇（沸点：197.3℃）是一种重要的的基础化工原料。由煤基合成气（主要成分CO、H2)与氧气先制备得到草酸二甲酯（沸点：164.5℃），再加氢间接合成乙二醇，具有反应条件温和、环境污染小等优点。反应过程如下：
反应 I：4NO(g)+ 4CH3OH (g)+ O2 (g)
4CH3ONO(g)+ 2H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
反应 II：2CO(g)+2CH3ONO(g)
CH3OOCCOOCH3(l)+2NO(g) △H2=bkJ·mol-1
反应III：CH3OOCCOOCH3 (1)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH(1)+ 2CH3OH (g) △H3=ckJ·mol-1
（1）煤基合成气间接合成乙二醇的总热化学方程式是_________，在较低温条件下，该反应能自发进行的可能原因是_________。
（2）CO、CH3ONO各0.4mol在恒温、容积恒定为2L的密闭容器中发生反应II，达到平衡时NO的体积分数33.3%，若此时向容器中通入0.4molNO，一段时间后，重新达到新平衡时NO的体积分数_________33.3% (填“>”、“=”、“<”)。
（3）温度改变对反应II的催化剂活性有影响，评价催化剂活性参数：空时收率和CO选择性，表示式如下：
空时收率=
CO的选择性=
×100%
在不同温度下，某兴趣小组对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间t小时，测得空时收率、CO选择性数据如下表所示。
反应温度（℃） | 空时收率（g· mL-1· h-1) | CO的选择性（％ ) |
130 | 0.70 | ① 72.5 |
140 | 0.75 | ② 71.0 |
150 | 0.71 | ③ 55.6 |
160 | 0.66 | ④ 63.3 |
下列说法正确的是_________。
A．温度升高，空时收率先增大后减少，说明△H2>0
B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低，所以数据④肯定错误
C．130℃时，CO的选择性最高，说明CO生成CH3OOCCOOCH3的转化率最高
D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成CH3OOCCOOCH3时，选择140℃效果最好
（4）120℃、常压时，CH3OOCCOOCH3+4H2HOCH2CH2OH +2CH3OH 反应过程中能量变化如图所示。画出180℃、常压时，加入催化剂，该反应过程中能量变化图。_______
（5）研究证实，乙二醇、氧气可以在碱性溶液中形成燃料电池，负极的电极反应式是_________。
