Question

【題目】磷及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問題：

（1）少量CO的存在會(huì)引起生產(chǎn)中催化劑中毒，常用SO2氧化CO，本身被還原為S。

已知：① Cc(s)+ 1/2O2 (g)=CO (g) △H1=-l26.4kJ·mol-1

②③C(s)+O2 (g) =CO2 (g) △H2=-393.5kJ·mol-1

@S(s)+O2 (g)=SO2 (g) △H3=-296.8kJ·mol-1

則SO2氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式__________________。

(2) CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

① CO轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，該反應(yīng)△H_______0 (填“>”或“<”)

圖2中曲線I、II、III對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，則它們的大小關(guān)系為___________。測(cè)得B(x，60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%，則x=___________。

②一定條件下，將2molCO和2molH2置于容積為2L固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，CO與H2體積之比為2:1，則平衡常數(shù)K=___________。

(3)處理高濃度乙醛廢水的原理：2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。使用惰性電極電解，以一定濃度的CH3CHO –Na2SO4溶液為電解貭溶液模擬工業(yè)處理，其裝置如圖3所示：

①電解過程中，兩極除分別生成乙酸和乙醇外，均產(chǎn)生無色氣體，陽極電極反應(yīng)分別：4OH- -4e-=O2↑+2H2O；__________________。

②在實(shí)際處現(xiàn)過程中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入lm3乙醛的含量為300mg L-1的廢水,可得到乙醇_______ kg(結(jié)果保留2位小數(shù))。

Answer 1

【答案】 SO2(g) +2CO (g) =S(s)+2CO2 (g) △H=-237.4kJ ·mol-1 < K1>K2>K3 3 4.5L2·mol2 (不帶單位不扣分） CH3CHO+H2O-2e-=CH3COOH+2H+ 0.19

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律得，目標(biāo)方程式=②×2-①×2-③，ΔH=(－393.5kJ/mol)×2-(-126.4kJ/mol)×2-(－296.8kJ/mol)=-237.4kJ/mol，所以所求熱化學(xué)方程式為SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-237.4kJ/mol；（2）①由圖1可知，溫度升高CO的轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，正向是放熱反應(yīng)，ΔH<0；n(H2)/n(CO)一定時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，轉(zhuǎn)化率高的平衡常數(shù)大，所以K1、K2、K3的大小關(guān)系為K1>K2>K3測(cè)得B(X，60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%，CO的轉(zhuǎn)化率是60%，設(shè)B點(diǎn)時(shí)CO、H2的物質(zhì)的量分別是m、n，可得60%m=，所以=3，即x=3；

②設(shè)平衡時(shí)CO的濃度是x，則氫氣的濃度是2x-1，生成甲醇的濃度是1-x，根據(jù)題意得： =2：1，x=mol/L，所以K==4.5 L2·mol-2；（3）①陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，乙醛被氧化為乙酸，氫氧根離子被氧化為氧氣，則陰極發(fā)生還原反應(yīng)，乙醛被還原為乙醇，同時(shí)氫離子被還原為氫氣，所以陽極電極反應(yīng)式除生成氧氣外，還有CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+；②陰極反應(yīng)是CH3CHO+2e－+2H+=CH3CH2OH，所以注入1m3乙醛的含量為300mg/L的廢水，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%，生成乙醇的質(zhì)量是1000L×300mg/L×60%×10-3g/mg÷44g/mol×46g/mol=188.2g=0.19kg。