(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)         H=-41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:

容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达平衡时体系能量的变化/kJ
CO
H2O
CO2
H2

1
4
0
0
t1
放出热量:32.8 kJ

2
8
0
0
t2
放出热量:Q
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量        (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为                 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K=                   
(4)下列叙述正确的是              (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:
(5)已知:2H2 (g) + O2 (g) ="=" 2H2O (g)  ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:                                                     
(6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用
200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)                                                        

(14分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO= ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组
温度℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
①实验1中以v (CO2) 表示的反应速率为              (取小数点后二位,下同)。
②该反应为      (填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=       
(3) 某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为                          
② 工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为                                      
⑷CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为                   

(18分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)。
(1)分析该反应并回答下列问题:
①平衡常数表达式为K=__________________。
②下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是________(填序号)。
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分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D、一定条件下,单位时间内消耗2 mol CO,同时生成1 mol CH3OH
(2)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
T1T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A、升高温度                     
B、将CH3OH(g)从体系中分离
C、使用合适的催化剂            
D、充入He,使体系总压强增大
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时,b口通入的物质为______________,c口通入的物质为_____________。
②该电池正极的电极反应式为:________。
③工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有_____________NA个电子转移。

(12分)由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol—1)的变化。
  
图1                              图2
(1)写出该反应的热化学方程式                                        
(2)关于该反应的下列说法中,正确的是          
A.△H>0,△S>0                 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0                 D.△H<0,△S>0
(3)该反应的平衡常数K的表达式为:               
(4)温度降低,平衡常数K           (填“增大”、 “不变”或“减小”)。
(5)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 molCO2和3 molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v (H2)=                     
(6)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有           
A.升高温度                      B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离          D.充入He(g),使体系总压强增大

 0  55828  55836  55842  55846  55852  55854  55858  55864  55866  55872  55878  55882  55884  55888  55894  55896  55902  55906  55908  55912  55914  55918  55920  55922  55923  55924  55926  55927  55928  55930  55932  55936  55938  55942  55944  55948  55954  55956  55962  55966  55968  55972  55978  55984  55986  55992  55996  55998  56004  56008  56014  56022  203614 

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