Question

CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的

CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．（1）工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如图1中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）．回答下列问题：①该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是______mol?L-1?min-1②此温度下该反应的平衡常数K的数值为______．③仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图1中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是______，曲线Ⅱ改变的条件可能是______．若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是______．（2）有学者设想以如图2所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料．①若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，则正极电极反应式为______．②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则电池总反应的化学方程式为：______．

Answer 1

（1）①首先求出氢气的速率v=

8?2 2

8

=

3

8

mol/（L?min），又因为v（CO₂）=

1

3

v（H₂）=0.125mol/（L?min），故答案为：0.125；
②由图可知，8min时，反应到达平衡，平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为

6mol

2L

=3mol/L，则：
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始（mol/L）：3        4         0         0
变化（mol/L）：1        3         1          1    
平衡（mol/L）：2        1         1          1
故该温度下平衡常数K=

1×1

2×13

=0.5，
故答案为：0.5；
③曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线I是升高温度；
曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强；
平衡常数只受温度的影响，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故温度越高平衡常数越小，曲线Ⅰ温度最高，实线和曲线Ⅱ温度相同，故K₁＜K=K₂，
故答案为：升高温度； 增大压强；K₁＜K=K₂；
（2）①燃料电池的工作时，正极上是CO₂发生得电子得还原反应，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案为：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄时，电极总反应为：2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄，故答案为：2SO₂+O₂+H₂O=2H₂SO₄．