Question

【題目】Ⅰ：Mo基催化劑的耐硫甲烷化反應會涉及WGS 或者RWGS 反應，主要反應式如下：

（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

寫出CO 與水蒸氣反應生成CO2和H2的熱化學方程式__________________________________。

（2）CO和H2在一定條件下合成甲醇的反應為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。現在容積均為1L 的a、b、c、d、e 五個密閉容器中分別充入1molCO和2molH2的混合氣體，控溫，進行實驗，測得相關數據如下圖1和圖2。

，

①該反應的ΔH__________0 （選填“<”、“>”或“=”）。

②在500℃條件下達平衡時CO 的轉化率為______________________。

③計算在300℃條件下達平衡時K=________________________。

④將容器d 中的平衡狀態轉變到容器c中的平衡狀態，可采取的措施有______________________。

Ⅱ：某電解裝置如圖所示，X、Y 均為惰性電極：

（3）若a溶液為滴有酚酞試液的NaNO3溶液，通電一段時間后X 電極及周圍溶液的現象是：________________________________，Y 電極的電極反應式為______________________。

（4）若a 溶液為飽和CuCl2溶液，當電路中有0.2 mol 的電子通過時，陰、陽兩電極的質量之差是__________g。

Answer 1

【答案】 CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH=－41.2kJ/mol ＜ 60% 25(mol/L)-2 降低溫度或者增大壓強 溶液變紅、X電極上有氣泡產生 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由蓋斯定律①-②，CO 與水蒸氣反應生成CO2和H2的熱化學方程式CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH=－41.2kJ/mol；（2）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 由圖1，升高溫度，甲醇減少，平衡逆向移動，該反應的ΔH<0；（2） CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

n始/mol 1 2

n變/mol 0.6 1.2 0.6

n平/mol 0.4 0.8 0.6

②在500℃條件下達平衡時CO 的轉化率為0.6/1×100%=60%；

③ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

n始/mol·L-1 1 2

n變/mol·L-1 0.8 1.6 0.8

n平/mol·L-1 0.2 0.4 0.8

計算在300℃條件下達平衡時K= =25(mol/L)-2；④將容器d 中的平衡狀態轉變到容器c中的平衡狀態，可采取的措施有降低溫度或者增大壓強；（3）若a溶液為滴有酚酞試液的NaNO3溶液，X為陰極，氫離子得電子后生成氫氣，破壞水電離平衡，產生氫氧根，通電一段時間后X 電極及周圍溶液的現象是：溶液變紅、X電極上有氣泡產生，陽極是Y，Y 電極的電極反應式為 2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）；（4）若a 溶液為飽和CuCl2溶液，當電路中有0.2 mol 的電子通過時，陰極有0.2mol/2×64g·mol－1=0.64g銅析出，陽極產生氯氣，兩電極的質量之差是0.64g。