题目内容
（16分）碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题：
（1）在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒，常用SO2将CO氧化SO2被还原为S。
已知： C(s)+
（g）=CO（g）ΔH1=-126．4kJ/mol ①
C(s)+O2（g）=CO2（g） ΔH2= －393．5kJ·mol－1 ②
S(s)+O2（g）=SO2（g） ΔH3= －296．8kJ·mol－1 ③
则SO2氧化CO的热化学反应方程式：
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示，该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、温度的变化关系，曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为 ；测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%，则x1= 。
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 （填序号）。
| A．正反应速率先增大后减小 | B．逆反应速率先增大后减小 |
| C．化学平衡常数K值增大 | D．反应物的体积百分含量增大 |
③一定条件下，将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应，反应达到平衡时CO与H2体积之比为2∶1，则平衡常数K＝ 。
（3）最新研究发现，用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。
原理：使用惰性电极电解，乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸，
总反应为:2CH3CHO+H2O
CH3CHOH+CH3CHOOH。实验室中，以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的 处理过程，其装置示意图如图所示：
①电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体，阳极电极反应分别为：
4OH－-4e－═O2↑+2H2O； 。
②在实际工艺处理过程中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水，可得到乙醇 kg(计算结果保留2位小数）
（16分）
（1） SO2（g）+2CO（g）=S(s)+2CO2（g） ΔH=-237．4kJ·mol－1（3分）
（2）①＜（1分） K1>K2>K3（2分） 3 （2分）
②A C （2分） ③4．5 L2·mol-2 (不带单位不扣分)（2分）
（3）①CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+ （2分） ②0.19（2分)
解析试题分析：（1）根据盖斯定律得，目标方程式=②×2-①×2-③，ΔH=（－393．5kJ·mol－1）×2-（-126．4kJ/mol）×2-（－296．8kJ·mol－1）=-237．4kJ·mol－1，所以所求热化学方程式为SO2（g）+2CO（g）=S(s)+2CO2（g） ΔH=-237．4kJ·mol－1；
（2）①由图1可知，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，正向是放热反应，ΔH<0；n(H2)/n(CO)一定时，CO的转化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，转化率高的平衡常数大，所以K1、K2、K3的大小关系为K1>K2>K3测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%，CO的转化率是60%，设B点时CO、H2的物质的量分别是m、n，可得60%m=40%n/2，所以n/m=3,即x1=3；
②A、增大反应物浓度，正反应速率先增大后减小，说明平衡正向移动，正确；B、增大生成物浓度，逆反应速率先增大后减小，说明平衡逆向移动，错误；C、降低温度，K值增大，说明生成物浓度增大，反应物浓度减小，平衡正向移动，正确；D、减小压强，平衡逆向移动，反应物的体积百分含量增大，错误；E、恒容条件时混合气体的密度增大，说明容器中气体质量增加，可能是反应物也可能是生成物，平衡移动方向不确定，错误，答案选AC；
③设平衡时CO的浓度是x，则氢气的浓度是2x-1，生成甲醇的浓度是1-x，根据题意得：x/(2x-1)=2:1,x=2/3mol/L,所以K=(1-x)/x·(2x-1)2=4．5 L2·mol-2
（3）①阳极发生氧化反应，乙醛被氧化为乙酸，氢氧根离子被氧化为氧气，则阴极发生还原反应，乙醛被还原为乙醇，同时氢离子被还原为氢气，所以阳极电极反应式除生成氧气外，还有CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+
②阴极反应是CH3CHO+2e－+2H+=CH3CH2OH，所以注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水，阴极区乙醛的去除率可达60%，生成乙醇的质量是1000L×300mg/L×60%×10-3g/mg÷44g/mol×46g/mol=188．2g=0.19kg。
考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡图像的分析及平衡理论应用，电化学原理的应用
阅读快车系列答案、随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了普遍的重视。
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g) 
CH3OH(g)+H2O(g)
下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ·mol-1）的变化。该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）某温度下，若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如下图实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。
①在反应进行的0～1min内，该反应的平均速率v(H2)＝ 。
②如果改变影响化学平衡的一个因素（如：温度、浓度、压强），反应将向着能够减弱这种改变的方向进行（如增大H2的浓度，反应向右进行以减弱外界条件增大H2的浓度的影响）直至达到新的平衡。若上述反应体系不改变反应物的物质的量，仅分别改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I改变的实验条件是 ，曲线Ⅱ改变的实验条件是 。
（3）下列各项中，不能够说明CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 （单选）。
| A．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化 |
| B．一定条件下，CH3OH消耗的速率和CH3OH生成的速率相等 |
| C．一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变 |
| D．一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH |
（14分）
已知CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
| |温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
（1）该反应的△H 0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O，反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)="0.003" mol·L-1·s-1，则6S末CO2的物质的量浓度为 ；反应经一段时间后，达到平衡后CO的转化率为 ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母)；
a．压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.c(CO)不随时间改变 d.单位时间里生成CO和H2的物质的量相等
（4）已知1000℃时，要使CO的转化率超过90%，则起始物c(H2O): c(CO)应不低于 ；
（5）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K2CO3为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式 ；
（6）已知CO可用于制备很多物质：
ΔH＝+8.0kJ·mol－1
ΔH＝+90.4kJ·mol－1
ΔH＝-556.0kJ·mol－1
ΔH＝-483.6kJ·mol－1请写出
与
反应生成
热化学方程式 。 （12分）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO 
2CO2＋N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(NO)/ mol·L-1 | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
| c(CO)/ mol·L-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
（1）写出该反应的平衡常数表达式K= 。
（2）前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
（3）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的
0（填写“>”、“<”、“=”）。（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中，请在表格中填入剩余的实验条
件数据。
| 实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 mol·L-1 | CO初始浓度 mol·L-1 | 催化剂的比表面积 ㎡·g-1 |
| Ⅰ | 280 | 1.2×10-3 | 5.8×10-3 | 82 |
| Ⅱ | | | 5.8×10-3 | 124 |
| Ⅲ | 350 | 1.2×10-3 | | |
＋2H2O。
CH3OH(g)+H2O(g)能判断该反应已达化学反应限度标志的是 （填字母）。
CH3OH(g)；已知密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右上图所示。
2SO3(g)的△H____0(填“>”或“<”)，若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡 移动（填“向左”、“向右”或“不移动”）；
2CO2＋N2。它的优点是 ；
Ni(CO)4(g)△H1＜0
Ni(S)+4CO(g) △H2 
Ni(OH)2+M 电池充电时，阳极的电极反应式为 。电池充电时阴极上发生 （填“氧化”或“还原”）反应