Question

一氧化碳与氢气可以合成甲醇，反应为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)   △H<0。

(1)某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充人2 L的密闭容器中，充分反应达到平衡， 测 得c(H₂) =2.2 mol·L^－1，则CO的转化率为___________。

(2)T₁℃时，此反应的平衡常数为K(T₁)=50。此温度下，在一个2 L的密闭容器中加入一定量CO和H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度／(mol·L^-1)	0.2	0.2	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：_______值(填“>”、“<”或“=”)。

②若其他条件不变时，只改变反应的某一个条件，下列说法正确的是____________。

A．若达到新平衡时c(CO)=0.3 mo1／L，平衡一定逆向移动

B．若将容器体积缩小到原来的一半，达到新平衡时，0.2 mol／L<c(CO)<0.4 mol／L

C．若向容器中同时加入0.4 mol CO和0.8 mol CH₃OH(g)，平衡不移动

D．若升高温度，平衡常数将增大

(3)CO₂和SO₂的处理是许多科学家都在着力研究 的重点。有学者想以如图所示装置用燃料电池原理将 CO₂、SO₂转化为重要的化工原料。

①若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，电池总反应式CO₂＋3H₂ ＝CH₃OH＋H₂O，则正极反应式为____________。

②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则负极反应式为_______________。

Answer

40% ＝ BC CO2＋6H＋＋6e－＝ CH3OH＋H2O SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋

【解析】

（1）利用题给条件，结合三段式计算；

（2）①由K（T1）和Qc比较判断；

②依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断；

（3）①燃料电池的工作原理，正极上是一氧化碳发生得电子发生还原反应；

②根据电极反应：SO2+O2+H2O=H2SO4进行分析，负极是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸。

（1）由题意可知，反应开始时，c(CO)为1mol/L、c(H2)为3 mol/L，平衡时，c(H2)为2.2 mol/L，由此建立以下三段式：

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

起始浓度（mol/L） 1 3 0

转化浓度（mol/L） 0.4 0.8 0.4

平衡浓度（mol/L） 0.6 2.2 0.4

则CO的转化率为×100%=40%，故答案为：40%；

（2）①T1℃时，此反应的平衡常数为K（T1）=50，Qc= =50=K，故反应达到平衡，正逆反应速率相同，故答案为：=；

②A、若达到新平衡时c（CO）=0.3mol/L，可以增大一氧化碳的量，平衡不一定逆向移动，错误；

B、若将容器体积缩小到原来的一半，相当于增大压强，浓度增大一倍，平衡向气体体积减小的方向进行，达到新平衡时，0.2mol/L