Question

【题目】燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2，PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)反应过程能量变化如图所示：

下列说法正确的是_____。

A．反应过程a有催化剂参与

B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH

C．改变催化剂，能改变该反应的活化能和反应热

D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1

（2）己知：CH3OH、H2的燃烧热（ΔH）分别为﹣726.5kJ/mol、﹣285.8kJ/mol，则常温下CO2和H2反应生成CH3OH和H2O的热化学方程式是 。

（3）工业上还可以通过下列反应制备甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器 中充入10mol CO和20mol H2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。

①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_________（填字母）。

a．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍

b．H2的体积分数不再改变

c．体系中H2的转化率和CO的转化率相等

d．体系中气体的平均摩尔质量不再改变

②比较A、B两点压强大小PA__________PB（填“＞、＜、=”）。

③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L。如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）＝__________L。

（4）SO2在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀银的装置示意图：

①该电池的负极反应式是 。

②当甲中消耗标况下1.12L氧气时，乙中 极（填a或b）增重_________g。

Answer 1

【答案】

（1）BD（2分）

（2）CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l） ΔH=﹣130.9 kJ/mol（2分）

（3）①ac（2分）

②＜（2分）

③4（2分）

（4）① SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42-（2分）

②b (1分) 21.6（2分）

【解析】

试题分析：

（1）A、b中使用了催化剂，A错误；B、反应物能量高于生成物，反应为放热反应，△H=生成物能量-反应物能量，热效应等于△H，B正确；C、不同的催化剂，反应的活化能不同，改变催化剂，能改变该反应的活化能，但反应热不变，C错误；D、E1、E2分别代表反应过程中各步反应的活化能，整个反应的活化能为能量较高的E1，D正确。答案选BD。

（2）已知CH3OH、H2的燃烧热（△H）分别为﹣726.5kJ/mol、﹣285.8kJ/mol，

则：①CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O(l）△H=﹣726.5 kJ/mol；

②H2（g）+1/2O2（g）=H2O(l）△H=﹣285.8kJ/mol；

根据盖斯定律，②×3-①即可得到CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l） △H=﹣130.9 kJ/mol。

（3）①a．氢气的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍，不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡，a错误；b．氢气的体积分数不再改变是化学平衡的特征，达到了平衡，b正确；c．体系中氢气的转化率和CO的转化率相等，不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡，c错误；d．体系中气体的平均摩尔质量等于质量和物质的量的比值，物质的量变化，质量不变，所以当体系中气体的平均摩尔质量不再改变，证明达到了平衡，d正确，答案选ac。

②正反应方向为气体体积减小的方向，T1℃时比较CO的转化率，转化率越大，则压强越大，图象中PB转化率大于PA，可知PA＜PB。

③利用A点可得平衡常数K＝，温度不变，平衡常数不变。A、B两容器温度相同，即化学平衡常数相等，且B点时CO的转化率为0.8，则

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

起始（mol）：10 20 0

转化（mol）：8 16 8

平衡（mol）：2 4 8

设体积为VL，则有K=＝4

解得V=4L。

（4）①SO2在负极上失去电子，因为电解质溶液中含有H+，则电极方程式为：SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42－。

②甲中消耗氧气的物质的量是1.12L÷22.4L/mol＝0.05 mol，转移电子是0.05mol×4＝0.2mol。乙中银离子在阴极得到电子转化为银。与电源负极相连的是阴极，所以乙中b极增重，增加的质量是0.2mol×108g/mol＝21.6g。