(13分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:  CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g)  ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g)   CH3OH(g)  +  H2O(g)  ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是     (填“I”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中数据判断ΔH1      0 (填“>”、“=”或“<”)。    
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CH3OH)= 0.8 mol/L,则CO的转化率为       ,此时的温度为       (从上表中选择)。
④恒温、恒容时,下列情况不能说明反应I已经达到化学平衡状态的是________________。
a、容器各物质的浓度保持不变;        b、容器内压强保持不变;
c、υ(CO)消耗==1/2υ(H2)生成       d 、容器内的密度保持不变
(2)25℃、101kPa时,燃烧16g液体甲醇生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式:                         
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计一个燃料电池电解Na2SO4溶液(图如下)。请根据图示回答下列问题:

①通入甲醇蒸气的电极应为       极(填写“正”或“负”),   该电极上发生的电极反应是       (填字母代号)。
a.2CH3OH —12 e- +3O2 === 2CO2 + 4 H2
b.CH3OH—6 e- + 8 OH-  ="==" CO32- + 6H2O
c.O2 + 2H2O + 4 e- ="==" 4OH-       
d.O2— 4 e- + 4H+ ="==" 2H2O
②写出电极A的名称        。写出B电极的电极反应式                       
③当酸性甲醇燃料电池消耗3.36 L 氧气时(折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是            

(14分)能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景,因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。

请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线    (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于      (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据“图2”判断,下列说法不正确的是     

A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会增大
(3)从反应开始到建立平衡, v(H2)=           ;该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为         。若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数将           (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1>P2)。
(5)科学家常用              (填仪器名称)来直接测定某一反应的反应热,现测得:CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9kJ/mol,又知H2O(l)= H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                         

(14分)丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l);△H=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)    ΔH="-566" kJ/mol
(1)反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)的△H=             
(2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO和CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:
CO (g)+H2O(g) CO2(g)+H2 (g)
①下列事实能说明该反应达到平衡的是           
a.体系中的压强不发生变化                  b.υ(H2)=υ(CO
c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化    d.CO2的浓度不再发生变化
② T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:   

时间 / min
CO
H2O(g)
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
0.100
0.200
0.100
0.100
4
0.100
0.200
0.100
0.100
5
0.116
0.216
0.084
C1
6
0.096
0.266
0.104
C2
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。则第4~5min之间,改变的条件           ,第5~6min之间,改变的条件是           
已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01 mol/L,则CO在此条件下的转化率为         。又知397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H     0 (填“>”、“=”、“<”).
(3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;
燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2—。在电池内部O2—移向_  ___极(填“正”或“负”);电池的负极反应式为                 
(4)用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____                                  

(14分)(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图所示,

其中a、c二步的化学方程式可表示为:
SO2+V2O5SO3+ V2O4    
4VOSO4+O22V2O5+4SO3
该反应的催化剂是                (写化学式)
(2)压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):

压强/MPa
温度/℃
0.1[
0.5
1
10
400
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
当合成SO3的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变SO2、O2和SO3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中t1 时引起平衡移动的条件可能是            其中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是           

(3)550 ℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 M Pa。试计算反应2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K=                    

反应达平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是                   
A.升高温度                              B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2 mol SO2和1 mol O2       D.再充入1 mol SO2和1 mol O2
(4)SO3溶于水得到硫酸。在25°C下,将x mol·L-1的氨水与y mol·L-1的硫酸等体积混合,反应后溶液中显中性,则c(NH4+        2 c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数                          

 0  55807  55815  55821  55825  55831  55833  55837  55843  55845  55851  55857  55861  55863  55867  55873  55875  55881  55885  55887  55891  55893  55897  55899  55901  55902  55903  55905  55906  55907  55909  55911  55915  55917  55921  55923  55927  55933  55935  55941  55945  55947  55951  55957  55963  55965  55971  55975  55977  55983  55987  55993  56001  203614 

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