- 试题详情及答案解析
- （15分）倡导“低碳经济”。降低大气中CO2的含量，有利于解决气候变暖的环境问题。
（1）工业上可用CO2来生产燃料甲醇。反应原理为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H<0.
一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入2molCO2和6molH2.一定条件下发生反应：测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。
①达到平衡时，CO2的转化率= 。
②从反应开始到平衡。氢气的平均反应速率V(H2)= mol/(L·min)。
③容器内的平衡压强与起始压强之比为 。
④保持容器容积不变，下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。| A．升高温度 | B．充入He（g），使体系压强增大 |
| C．将H2O(g)从体系中分离出来 | D．再充入1molCO2和3molH2 |
⑤某同学依据甲醇燃烧的反应原理，设计如上图所示的电池装置，a、b均为惰性电极。使用时，空气从 口通入（填“A”或“B”）：a极的电极反应式为 。
（2）将一定量的CO2气体通入NaOH溶液中，再向所得溶液中逐滴加入盐酸，边加边振荡至过量，产生的气体与HCl物质的量关系如上图所示（忽略气体的溶解和HCl的挥发）。请回答：O点溶液中溶质的化学式 ,a点溶液中各离子浓度由大到小的顺序是 。- 答案：（1）① 75%（2分）②0.225mol·L-1·min-!(2分) ③5:8(2分) ④ CD(2分)
⑤ B(1分) CH3OH-6e-+8OH―＝CO32―+ 6H2O (2分)
（2）NaOH、Na2CO3； - 试题分析：（1）①根据图像可知平衡时甲醇的物质的量浓度是0.75mol/L，则根据方程式可知消耗CO2的浓度是0.75mol/L，CO2的起始浓度是1mol/L，所以甲醇的转化率是
。
②根据图像可知反应进行到10min时达到平衡状态，则从反应开始到平衡用甲醇表示的反应速率为0.75mol/L÷10min＝0.075mol·L-1·min-!。根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知用氢气表示的反应速率是0.075mol·L-1·min-!×3＝0.225mol·L-1·min-!。
③平衡时氢气、CO2、甲醇和水蒸气的浓度分别是3mol/L—2.25mol/L＝0.75mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L、0.75mol/L，物质的量分别是1.5mol、0.5mol、1.5mol、1.5mol，所以容器内的平衡压强与起始压强之比为
。
④A.正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向进行，所以平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)减小，A错误；B.充入He（g），使体系压强增大，但反应物浓度不变，平衡不移动，所以比值不变，B错误；C.将H2O(g)从体系中分离出来平衡向正反应方向进行，则平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大，C正确；D.正反应是体积减小的可逆反应，则再充入1molCO2和3molH2，相当于增大压强平衡向正反应方向进行，则平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大，D正确，答案选CD。
⑤根据电子的流动方向可知a是负极，b是正极。原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以氧气在正极通入，即在B口通入。甲醇在负极通入失去电子发生氧化反应，由于电解质是氢氧化钠溶液，则负极电极反应式为CH3OH-6e-+8OH―＝CO32―+ 6H2O。
（2）根据图像可知加入3mol盐酸时才开始产生CO2气体，而CO2不在变化时消耗盐酸是2mol，这说明O点对应的溶质是等物质的量的氢氧化钠和碳酸钠，逐渐加入盐酸的方程式为OH－＋H＋＝H2O、CO32－＋H＋＝HCO3－、HCO3－＋H＋＝H2O2＋CO2↑。a点是碳酸氢钠溶液，碳酸氢根的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，则溶液中离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(CO32－)＞c(H＋)。
考点：考查可逆反应有关计算、外界条件对平衡状态的影响、原电池原理应用及钠的化合物与盐酸反应的有关计算