Question

【題目】運用化學反應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)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.5 kJ·mol－1

CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

H2(g)＋1/2O2(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速率的是________(填寫序號)。

a．使用高效催化劑 b．降低反應溫度

c．增大體系壓強 d．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來

（3）在一定壓強下，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生成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系

如右圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②100 ℃時，該反應的化學平衡常數K＝________；

③在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H2，達到新平衡時，CO的轉化率________(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溶液充分接觸。請寫出該電池負極的電極反應式：_____________________。

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。請寫出開始時陽極反應的電極反應式：_________________。

Answer 1

【答案】（1）－90.1

（2）ac

（3）①小于 ②(V/a)2(2分) ③增大

（4）①SO2＋2H2O－2e－===SO42－＋4H＋

②HSO3-＋H2O－2e－===SO42－＋3H＋

【解析】

試題分析：（1）

①CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.5 kJ·mol－1

② CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

根據蓋斯定律，②+2×③－①得CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

ΔH＝－283.0－285.8×2+764.5 =－90.1kJ·mol－1；

（2）下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應速率的是ac。

a．使用高效催化劑能加快反應速率

b．降低反應溫度，使反應速率減慢

c．增大體系壓強，能加快反應速率

d．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來，濃度減小，速率減慢；

（3）在一定壓強下，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生成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。①增大壓強，平衡向氣體系數和減小的方向移動，CO的轉化率增大，所以p1小于p2；

②

100 ℃時，該反應的化學平衡常數K＝(V/a)2；

③在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H2，相當于加壓，平衡正向移動，達到新平衡時，CO的轉化率增大。

（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溶液充分接觸。電池負極發生氧化反應，電池負極的電極反應式：SO2＋2H2O－2e－===SO42－＋4H＋。

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。電解池陽極發生氧化反應，陽極反應的電極反應式：HSO3-＋H2O－2e－===SO42－＋3H＋。