Question

【題目】I用CO2和氫氣制備甲醇是解決能源危機的方向之一。

已知：2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H1= -90.7kJ/mol

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -23.5 kJ/mol

3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H3= -246.4 kJ/mol

（1）則CO2與氫氣合成甲醇的熱化學方程式為：____________________________________________，T℃時，將4molCO2與10mol H2通入1L密閉容器中，時間t與甲醇物質的量的關系見下表

時間t/h	0	2	4	6	8	10
n(甲醇)/mol	0	1.4	2.3	2.8	3.0	3.0

回答下列問題：

（2）欲提高氫氣的平衡轉化率，應采取的措施為____________________________（任意寫兩種）

（3）該溫度下，反應的平衡常數(shù)K=________

II 采用如下裝置電解亞硫酸鈉亦可制備硫酸與氯堿工業(yè)的一種產物

（4）A、B池中的電解質溶液應該是_____________、_____________，a為______離子交換膜。

（5）寫出B池發(fā)生的電極反應式___________________________________________________

（6）Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的排列順序為__________________________________

Answer 1

【答案】 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.2kJ/mol 降低溫度、增大壓強、增加CO2濃度、及時移出產物（任意寫兩種） 9 NaOH溶液 稀硫酸 陽 H2O-2e-+SO32-=2H++SO42- c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)

【解析】(1)①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H1= -90.7kJ/mol，②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2= -23.5 kJ/mol，③3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H3= -246.4 kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，將①×3+②-③得：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=(-90.7kJ/mol)×3+(-23.5 kJ/mol)-(-246.4 kJ/mol)=-49.2kJ/mol，故答案為：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.2kJ/mol；

(2)欲提高氫氣的平衡轉化率，需要使平衡正向移動，可以采取的措施有降低溫度、增大壓強、增加CO2濃度、及時移出產物等，故答案為：降低溫度、增大壓強、增加CO2濃度、及時移出產物；

(3) CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

起始(mol) 4 10 0 0

反應(mol)3.0 9.0 3.0 3.0

平衡(mol)1.0 1.0 3.0 3.0

該溫度下，反應的平衡常數(shù)K==9，故答案為：9；

(4)根據(jù)實驗目的：電解亞硫酸鈉亦可制備硫酸與氯堿工業(yè)的一種產物，氯堿工業(yè)的產物有氫氧化鈉、氫氣和氯氣。根據(jù)圖示，需要將亞硫酸根離子氧化生成硫酸根離子，因此B產生硫酸，應該加入稀硫酸，則亞硫酸根離子向B移動，則鈉離子向A移動，A極上溶液中的氫離子放電生成氫氣，A產生氫氧化鈉，因此A中加入稀氫氧化鈉溶液；根據(jù)上述分析，a為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜，故答案為：NaOH溶液；稀硫酸；陽；

(5)B池發(fā)生的電極反應式為H2O-2e-+SO32-=2H++SO42-，故答案為：H2O-2e-+SO32-=2H++SO42-；

(6)Na2SO3溶液水解顯堿性，溶液中離子濃度由大到小的排列順序為c(Na+)>c (SO32-)>c (OH-)>c (HSO3-)> c (H+)，故答案為：c(Na+)>c (SO32-)>c (OH-)>c (HSO3-)> c (H+)。