Question

【题目】I用CO2和氢气制备甲醇是解决能源危机的方向之一。

已知：2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H1= -90.7kJ/mol

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -23.5 kJ/mol

3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H3= -246.4 kJ/mol

（1）则CO2与氢气合成甲醇的热化学方程式为：____________________________________________，T℃时，将4molCO2与10mol H2通入1L密闭容器中，时间t与甲醇物质的量的关系见下表

时间t/h	0	2	4	6	8	10
n(甲醇)/mol	0	1.4	2.3	2.8	3.0	3.0

回答下列问题：

（2）欲提高氢气的平衡转化率，应采取的措施为____________________________（任意写两种）

（3）该温度下，反应的平衡常数K=________

II 采用如下装置电解亚硫酸钠亦可制备硫酸与氯碱工业的一种产物

（4）A、B池中的电解质溶液应该是_____________、_____________，a为______离子交换膜。

（5）写出B池发生的电极反应式___________________________________________________

（6）Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为__________________________________

Answer 1

【答案】 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.2kJ/mol 降低温度、增大压强、增加CO2浓度、及时移出产物（任意写两种） 9 NaOH溶液 稀硫酸 阳 H2O-2e-+SO32-=2H++SO42- c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)

【解析】(1)①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H1= -90.7kJ/mol，②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2= -23.5 kJ/mol，③3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H3= -246.4 kJ/mol，根据盖斯定律，将①×3+②-③得：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=(-90.7kJ/mol)×3+(-23.5 kJ/mol)-(-246.4 kJ/mol)=-49.2kJ/mol，故答案为：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.2kJ/mol；

(2)欲提高氢气的平衡转化率，需要使平衡正向移动，可以采取的措施有降低温度、增大压强、增加CO2浓度、及时移出产物等，故答案为：降低温度、增大压强、增加CO2浓度、及时移出产物；

(3) CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

起始(mol) 4 10 0 0

反应(mol)3.0 9.0 3.0 3.0

平衡(mol)1.0 1.0 3.0 3.0

该温度下，反应的平衡常数K==9，故答案为：9；

(4)根据实验目的：电解亚硫酸钠亦可制备硫酸与氯碱工业的一种产物，氯碱工业的产物有氢氧化钠、氢气和氯气。根据图示，需要将亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子，因此B产生硫酸，应该加入稀硫酸，则亚硫酸根离子向B移动，则钠离子向A移动，A极上溶液中的氢离子放电生成氢气，A产生氢氧化钠，因此A中加入稀氢氧化钠溶液；根据上述分析，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，故答案为：NaOH溶液；稀硫酸；阳；

(5)B池发生的电极反应式为H2O-2e-+SO32-=2H++SO42-，故答案为：H2O-2e-+SO32-=2H++SO42-；

(6)Na2SO3溶液水解显碱性，溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为c(Na+)>c (SO32-)>c (OH-)>c (HSO3-)> c (H+)，故答案为：c(Na+)>c (SO32-)>c (OH-)>c (HSO3-)> c (H+)。