Question

【题目】Ⅰ：Mo基催化剂的耐硫甲烷化反应会涉及WGS 或者RWGS 反应，主要反应式如下：

（1）CO和CO2甲烷化 CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ΔH1=-206.2kJ/mol

CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165.0kJ/mol

写出CO 与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式__________________________________。

（2）CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。现在容积均为1L 的a、b、c、d、e 五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。

，

①该反应的ΔH__________0 （选填“<”、“>”或“=”）。

②在500℃条件下达平衡时CO 的转化率为______________________。

③计算在300℃条件下达平衡时K=________________________。

④将容器d 中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有______________________。

Ⅱ：某电解装置如图所示，X、Y 均为惰性电极：

（3）若a溶液为滴有酚酞试液的NaNO3溶液，通电一段时间后X 电极及周围溶液的现象是：________________________________，Y 电极的电极反应式为______________________。

（4）若a 溶液为饱和CuCl2溶液，当电路中有0.2 mol 的电子通过时，阴、阳两电极的质量之差是__________g。

Answer 1

【答案】 CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH=－41.2kJ/mol ＜ 60% 25(mol/L)-2 降低温度或者增大压强 溶液变红、X电极上有气泡产生 2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O） 6.4g

【解析】（1）①CO和CO2甲烷化 CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ΔH1=-206.2kJ/mol，②CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165.0kJ/mol由盖斯定律①-②，CO 与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH=－41.2kJ/mol；（2）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 由图1，升高温度，甲醇减少，平衡逆向移动，该反应的ΔH<0；（2） CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

n始/mol 1 2

n变/mol 0.6 1.2 0.6

n平/mol 0.4 0.8 0.6

②在500℃条件下达平衡时CO 的转化率为0.6/1×100%=60%；

③ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

n始/mol·L-1 1 2

n变/mol·L-1 0.8 1.6 0.8

n平/mol·L-1 0.2 0.4 0.8

计算在300℃条件下达平衡时K= =25(mol/L)-2；④将容器d 中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有降低温度或者增大压强；（3）若a溶液为滴有酚酞试液的NaNO3溶液，X为阴极，氢离子得电子后生成氢气，破坏水电离平衡，产生氢氧根，通电一段时间后X 电极及周围溶液的现象是：溶液变红、X电极上有气泡产生，阳极是Y，Y 电极的电极反应式为 2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）；（4）若a 溶液为饱和CuCl2溶液，当电路中有0.2 mol 的电子通过时，阴极有0.2mol/2×64g·mol－1=0.64g铜析出，阳极产生氯气，两电极的质量之差是0.64g。