题目内容
CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．
（1）工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如图1中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）．
回答下列问题：
①该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是 mol?L-1?min-1
②此温度下该反应的平衡常数K的数值为 ．
③仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图1中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是 ，曲线Ⅱ改变的条件可能是 ．若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是 ．
（2）有学者设想以如图2所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料．
①若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，则正极电极反应式为 ．
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则电池总反应的化学方程式为： ．
（1）工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如图1中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）．
回答下列问题：
①该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是
②此温度下该反应的平衡常数K的数值为
③仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图1中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是
（2）有学者设想以如图2所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料．
①若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，则正极电极反应式为
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则电池总反应的化学方程式为：
考点：用化学平衡常数进行计算,原电池和电解池的工作原理,化学反应速率的概念
专题：
分析：（1）①根据公式v=
计算氢气的速率，然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算；
②由图可知，8min时，反应到达平衡，平衡时氢气的物质的量为2mol，根据三段式计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算；
③曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动；
曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，平衡正向移动，应是增大压强；
平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小．
（2）①燃料电池的工作原理，正极上是氧气获得电子发生还原反应生成氢氧根；
②原电池反应本质为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4．
| ||
| △t |
②由图可知，8min时，反应到达平衡，平衡时氢气的物质的量为2mol，根据三段式计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算；
③曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动；
曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，平衡正向移动，应是增大压强；
平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小．
（2）①燃料电池的工作原理，正极上是氧气获得电子发生还原反应生成氢氧根；
②原电池反应本质为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4．
解答：
解：（1）①首先求出氢气的速率v=
=
mol/（L?min），又因为v（CO2）=
v（H2）=0.125mol/（L?min），故答案为：0.125；
②由图可知，8min时，反应到达平衡，平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为
=3mol/L，则：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：3 4 0 0
变化（mol/L）：1 3 1 1
平衡（mol/L）：2 1 1 1
故该温度下平衡常数K=
=0.5，
故答案为：0.5；
③曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线I是升高温度；
曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强；
平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故温度越高平衡常数越小，曲线Ⅰ温度最高，实线和曲线Ⅱ温度相同，故K1＜K=K2，
故答案为：升高温度； 增大压强；K1＜K=K2；
（2）①燃料电池的工作时，正极上是CO2发生得电子得还原反应，即CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，
故答案为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4时，电极总反应为：2SO2+O2+H2O=2H2SO4，故答案为：2SO2+O2+H2O=2H2SO4．
| ||
| 8 |
| 3 |
| 8 |
| 1 |
| 3 |
②由图可知，8min时，反应到达平衡，平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为
| 6mol |
| 2L |
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：3 4 0 0
变化（mol/L）：1 3 1 1
平衡（mol/L）：2 1 1 1
故该温度下平衡常数K=
| 1×1 |
| 2×13 |
故答案为：0.5；
③曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线I是升高温度；
曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强；
平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故温度越高平衡常数越小，曲线Ⅰ温度最高，实线和曲线Ⅱ温度相同，故K1＜K=K2，
故答案为：升高温度； 增大压强；K1＜K=K2；
（2）①燃料电池的工作时，正极上是CO2发生得电子得还原反应，即CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，
故答案为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4时，电极总反应为：2SO2+O2+H2O=2H2SO4，故答案为：2SO2+O2+H2O=2H2SO4．
点评：本题考查化学反应速率、化学平衡常数影响因素、化学平衡图象，电化学等，注意根据反应的特征分析图象中条件的改变，难度中等．
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