Question

【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。

（1）用CO可以合成甲醇。已知：

CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764．5 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283．0 kJ·mol－1

H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285．8 kJ·mol－1

則CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝________kJ·mol－1

（2）下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫序號)．

a．使用高效催化劑 b．降低反應(yīng)溫度

c．增大體系壓強(qiáng) d．不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來

（3）在一定壓強(qiáng)下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，

在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，

平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②100 ℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝________(mol·L－1)－2；

③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）某科研小組用SO2為原料制取硫酸。

①利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式________________。

②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。

請寫出開始時陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。

Answer 1

【答案】（1）－90．1（2分）（2）ac（2分）

（3）①小于（1分） ②(V/a)2 （2分） ③增大（1分）

（4）①SO2＋2H2O－2e－===4H＋＋ （2分）

②＋H2O－2e－===＋3H＋（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式和蓋斯定律可知，②＋③×2－①即得到CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g)，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝－283．0kJ/mol－285．8kJ/mol×2＋764．5kJ/mol＝－90．1kJ/mol．

（2）a．使用高效催化劑可以加快反應(yīng)速率，a正確；b．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率降低，b不正確；c．增大體系壓強(qiáng)，反應(yīng)物的濃度增大，反應(yīng)速率加快，c正確；d．不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來，降低生成物濃度，反應(yīng)速率降低，d不正確，答案選ac。

（3）①根據(jù)圖像可知，在溫度相同時，P2曲線所在的CO轉(zhuǎn)化率大于P1曲線所在的CO轉(zhuǎn)化率。由于正方應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，增大越強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以P1小于P2。

②由于平衡常數(shù)與壓強(qiáng)沒有關(guān)系，所以根據(jù)圖像可知，在100℃P1時，CO的轉(zhuǎn)化率是0．5，則

CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g)

起始濃度（mol/L） 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）

平衡濃度（mol/L）

所以平衡常數(shù)K＝－＝()2

③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H2，相當(dāng)于是增大體系的壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率增大。

（4）①原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以SO2在負(fù)極通入，被氧化生成硫酸，負(fù)極電極反應(yīng)式是SO2＋2H2O－2e－＝4H＋＋SO42－。

②電解池中陽極與電源的正極相連，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。所以陽極是HSO3－失去電子被氧化生成

SO42－，則陽極電極反應(yīng)式是HSO3－＋H2O－e－＝SO42－＋3H＋。