Question

【題目】碳及其化合物在生產、生活中有廣泛的應用，按要求回答問題:

(1)CO2可通過反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)轉化成有機物實現碳循環。一定條件下，在體積為1 L的密閉容器中，充入 1 mol CO2和3 mol H2，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

從3 min到9 min內，v(H2)=_____mol·L1·min1。平衡時H2的轉化率為________。平衡時混合氣體中CO2(g)的體積分數是________。一定溫度下，第9分鐘時v逆(CH3OH) _______第3分鐘時v正(CH3OH)(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)如圖，將鋅片、C棒通過導線相連，置于稀硫酸中。

該裝置工作時，溶液中的SO42-向____極(填“C”或“Zn”)移動；電子沿導線流入_______極(填“C”或“Zn”)。寫出正極的電極反應式____。若正極產生11.2L氣體（標況下），則電路中應該有___mol電子發生了轉移。

Answer 1

【答案】0.125 75﹪ 10﹪ 小于 Zn C 2H＋＋2e－=H2↑ 1

【解析】

此題為化學反應原理的綜合題，主要考察簡單的化學反應速率和平衡、三段式的計算以及原電池的相關內容。

（1）從3 min到9 min內，；平衡時氫氣的轉化率和平衡時混合氣體中CO2的體積分數可用三段式進行計算，

	CO2(g)	+	3H2(g)		CH3OH(g)	+	H2O(g)
c0	1		3		0		0
Δc	0.75		2.25		0.75		0.75
c	0.25		0.75		0.75		0.75

所以平衡時氫氣的轉化率=2.25÷3×100%=75%；

混合氣體中CO2的體積分數=0.25÷（0.25+0.75+0.75+0.75）×100%=10%；

第9分鐘時反應達到平衡，則v逆(CH3OH) ＜第3分鐘時v正(CH3OH)；

（2）此原電池鋅片作負極，C棒作正極材料，氫離子在正極的電子生成氫氣；

該裝置工作時，溶液中的SO42-向負極Zn移動，電子沿導線流入正極C；

正極的電極反應為2H＋＋2e－=H2↑；

若正極產生11.2L氣體（標況下），則氣體的物質的量為0.5mol，則電路中應該有1mol電子發生了轉移。