Question

【题目】运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。

（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

则CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝______kJ·mol－1。

（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应速率的是________(填写序号)。

a．使用高效催化剂 b．降低反应温度

c．增大体系压强 d．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

（3）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系

如右图所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝________；

③在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（4）某科研小组用SO2为原料制取硫酸。

①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式：_____________________。

②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下。请写出开始时阳极反应的电极反应式：_________________。

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】

试题分析：（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

根据盖斯定律，②+2×③－①得CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

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

（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应速率的是ac。

a．使用高效催化剂能加快反应速率

b．降低反应温度，使反应速率减慢

c．增大体系压强，能加快反应速率

d．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来，浓度减小，速率减慢；

（3）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。①增大压强，平衡向气体系数和减小的方向移动，CO的转化率增大，所以p1小于p2；

②

100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝(V/a)2；

③在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H2，相当于加压，平衡正向移动，达到新平衡时，CO的转化率增大。

（4）某科研小组用SO2为原料制取硫酸。

①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。电池负极发生氧化反应，电池负极的电极反应式：SO2＋2H2O－2e－===SO42－＋4H＋。

②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解池阳极发生氧化反应，阳极反应的电极反应式：HSO3-＋H2O－2e－===SO42－＋3H＋。