题目内容
【题目】工业上采用CO和H2合成再生能源甲醇，反应为：2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) ΔH<0
（1）一定温度下，将1molCO与1molH2通入VL恒容密闭容器中发生反应。
①该反应能自发进行的条件是______（填“高温”、“低温”或“任意温度”）
②下列说法正确的是______。
A.v正(H2)=2v逆(CO)时，反应达到化学平衡状态
B.达到平衡时CO与H2的转化率相等
C.恒温恒压，往原料气中通入少量稀有气体，CO的转化率会降低
D.该反应的正反应活化能大于逆反应活化能
③图1为温度对H2合成甲醇反应的影响，请从反应速率和平衡的角度分析725℃以后H2百分含量随时间增长呈现该变化趋势的原因______。
（2）在恒温T、恒压P的条件下，将3.0molCO与4.5molH2通入容积可变的密闭容器中。达平衡时容器的体积为2L，CO的转化率为50%。
①此反应的正、逆反应速率与浓度的关系为v正=k正c(CO)·c2(H2)，v逆=k逆c(CH3OH)，其中k正、k逆为速率常数。在温度T下k正、k逆的关系式为k正=_____k逆。
②若平衡时，在t0时刻再向容器中通入9.0molCO，在图2中画出充入CO后的v正、v逆随时间变化的图像_____。
（3）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，请写出生成甲醇的电极反应式______。
【答案】低温 AC 725℃到825℃，反应还未达平衡，反应正向进行，H2的转化率增大。温度为825℃时，反应达到平衡状态，继续升高温度，平衡向吸热的方向移动，即平衡逆向移动，H2的转化率减小 
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
【解析】
(1)①2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)是气体分子数减小的反应，所以ΔS<0。只有当ΔH-T·ΔS<0时，反应可自发进行，由于ΔS<0，ΔH<0，只有T较小时，即低温时，才能保证ΔH-T·ΔS<0，即低温时，反应才能自发进行，故答案为：低温；
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
A．由方程式可知：v正(H2)= 2v正(CO)，又因为v正(H2)=2v逆(CO)，所以，2v正(CO) =2v逆(CO)，即v正(CO) =v逆(CO)，说明反应已达平衡，A正确；
B．CO和H2的起始量都为1mol，但计量数不同，转化值不同，故二者的转化率不相同，B错误；
C．恒温恒压，往原料气中通入少量稀有气体，则容器体积增大，相当于减小压强，故平衡逆向移动，CO的转化率降低，C正确；
D．ΔH=E正-E逆<0，故E正＜E逆，D错误；
故答案为：AC；
③725℃到825℃，反应还未达平衡，反应正向进行，H2的转化率增大。温度为825℃时，反应达到平衡状态，继续升高温度，平衡向吸热的方向移动，即平衡逆向移动，H2的转化率减小，故答案为：725℃到825℃，反应还未达平衡，反应正向进行，H2的转化率增大。温度为825℃时，反应达到平衡状态，继续升高温度，平衡向吸热的方向移动，即平衡逆向移动，H2的转化率减小；
(2)CO的转化率为50%，则Δn(CO)=3.0mol×50%=1.5mol，列三段式如下：
，平衡时，c(H2)=c(CO)=c(CH3OH)=
。
①v正=k正c(CO)·c2(H2)，v逆=k逆c(CH3OH)，平衡时，v正=v逆，即k正c(CO)·c2(H2)=k逆c(CH3OH)，即k正=
=k逆×，故答案为：；
②充入9.0molCO，要保持恒温恒压，容器体积增大，容器内c(CO)、c(H2)、c(CH3OH)减小，正逆反应速率均减小。此时，相当于减小压强，平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，随着反应的继续进行，c(CO)和c(H2)浓度增大，正反应速率增大，c(CH3OH)浓度减小，逆反应速率减小，某时刻，正反应速率和逆反应速率重新相等，达到新的平衡，图像如图所示：
，故答案为：；
(3)CO2变成CH3OH，C的化合价从+4降低到-2，降低6，说明CO2得电子变成CH3OH，结合得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒可得电极反应为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，故答案为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
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【题目】下列实验现象与实验操作不相匹配的是
实验操作 | 实验现象 | |
A | 向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置 | 溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层 |
B | 将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶 | 集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生 |
C | 向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸 | 有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊 |
D | 向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液 | 黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变 |
A. AB. BC. CD. D
