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    【题目】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示：

    (1)已知：CO(g) +H2O(g)CO2(g)+H2(g) H1=-41 kJ·mol-1

    CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) H2 =+174.1 kJ·mol-1

    反应I的热化学方程式为______。

    (2)反应II在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的 CO 平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同)。

    ①图中A、E和 G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是_____，其原因是 ______。该温度下，要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是______。

    ②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是____。

    ③A、B 两点对应的反应速率大小：vA_____vB(填“<” “=”或“>”)。已知反应速率 v=v正v逆= k正x(CO)x(H2O) k逆x(CO2) x(H2) ，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO的转化率刚好达到20％时，=_____。

    (3)反应III在饱和KHCO3电解液中，电解活化的CO2来制备乙醇，其原理如图所示，则阴极的电极反应式为___________。

    【答案】CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g) H= +256.1 kJ·mol-1 TA=TE=TG KA=KE=KG=1 及时移去产物 温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小 ＜ 36.0 14CO2+12e+9H2O═CH3CH2OH+12HCO3

    【解析】

    (1)反应I化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)，

    ①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=-41kJ/mol
    ②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H2=+174.1kJ/mol
    根据盖斯定律②-①×2计算CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)的△H；

    (2)①反应II为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=-41kJ/mol，正反应放热，可用A、E和G三点对应数值结合反应三段式计算平衡常数，根据平衡常数的变化分析判断；根据反应特点，结合温度、浓度对平衡移动的影响分析提高CO平衡转化率的措施；

    ②由图可知，当CO的转化率相同时，温度由低到高对应的进气比为0.5、1、1.5，由此可确定温度与进气比的关系；

    ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=-41kJ/mol，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，CO转化率减小；达到平衡状态为D点的反应过程中，平衡常数K=，则==K×，根据反应三段式计算D点时平衡常数K、计算CO转化率刚好达到20%时各物质的物质的量分数x，代入=K×中计算比值；

    (3)阴极得电子发生还原反应，结合电子守恒、电荷守恒书写电极反应方程式。

    (1)反应I化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)，①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=41kJ/mol

    ②CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H2=+174.1kJ/mol

    根据盖斯定律②①×2计算CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)的△H=+174.1kJ/mol(41kJ/mol)×2=+256.1kJ/mol，即热化学方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)△H=+256.1kJ/mol；

    (2)①图中A点数值为(0.5，66.7)，即=0.5，CO的转化率为66.7%=，根据关系列三段式：

    KA===1；

    图中E点数值为(1，50)，即=1，CO的转化率为50%，根据关系列三段式：

    平衡常数KE===1；

    图中G点数值为(1.5，40)，即=1.5，CO的转化率为40%，根据关系列三段式：

    平衡常数KG ===1；

    根据以上计算可知，KA=KE=KG=1，平衡常数不变，平衡常数是温度的函数，温度不变，则平衡常数不变，则可得TA=TE=TG；

    CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=41kJmol1，即正向为气体体积不变的放热反应，所以恒温条件下，增大H2O(g)的浓度或及时分离出CO2等产物均可提高CO的平衡转化率；

    ②由图可知，温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小；

    ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=41kJ/mol，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，CO转化率减小，则B点温度高，反应速率快，即vA＜vB；D点数值为(1，60)，反应三段式为：

    D点温度下的平衡常数KD＝==2.25，反应达到平衡时v正=v逆，即k正x（CO）x（H2O）=k逆x（CO2）x（H2），所以===K=2.25，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO转化率刚好达到20%时，反应三段式为：

    X（CO）=x（H2O）==0.4，x（CO2）=x（H2）==0.1，所以==K×=2.25×=36.0；

    (3)阴极得电子发生还原反应，故电极反应方程式14CO2+12e+9H2O═CH3CH2OH+12HCO3。

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    已知：

    反应①的化学方程式是______．

    写出B的结构简式是______．

    反应①~③中属于取代反应的是______填序号．

    反应④的化学方程式为是______．

    反应⑤的化学方程式是______．

    下列说法正确的是______填字母．

    a B存在顺反异构

    b 1molE与足量的银氨溶液反应能生成2mol

    c F能与反应产生

    d丁烷、丙醇和D中沸点最高的为丁烷

    写出符合下列条件的与互为同分异构体的结构简式______．

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    （i）用蒸馏水洗涤固体，得到蓝色溶液，固体呈黑色。

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    ①根据实验（i）得到蓝色溶液可知，固体中含____________（填化学式）

    ②根据实验（ii）的现象_______（填“能”或“不能”）确定黑色固体是CuS还是Cu2S，理由是__________________________________________________________________________。

    写出Cu2S与稀硝酸反应的化学方程式____________________________________________

    ③为了进一步探究黑色固体的成分，将实验（i）中黑色固体洗涤、烘干，再称取48.0g黑色固体进行如下实验，通入足量O2，使硬质玻璃管中黑色固体充分反应，观察到F瓶中品红溶液褪色。

    实验序号

    反应前黑色固体质量/g

    充分反应后黑色固体质量/g

    I

    48.0

    48.0

    Ⅱ

    48.0

    44.0

    Ⅲ

    48.0

    40.0

    根据上表实验数据推测：实验I中黑色固体的化学式为_____________________________；实验Ⅱ中黑色固体的成分及质量为_______________________________________________。

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