[题目]随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展.环境污染也日益加重.空气中有毒气体主要包括SO2.CO.NOx.烃类等等.(1)在复合组分催化剂作用下.CH4可使SO2转化为S.同时生成CO2和水.已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ/mol和-297kJ/mol.则CH4和SO2反应的热化学方程式为 .(2)在20 L的密闭容器中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展，环境污染也日益加重，空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。

（1）在复合组分催化剂作用下，CH4可使SO2转化为S，同时生成CO2和水。已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ/mol和-297kJ/mol，则CH4和SO2反应的热化学方程式为_________________________________________。

（2）在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示，P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。

①P2及195℃下，在B点时，v(正)_____v(逆)（填“>”、“<”或“=”）。

②该反应的ΔH_________0（填“>”、“<”或“=”），原因是______________________________。

③在0～2 min，平均反应速率v(CH3OH)＝______________________。（数值用小数形式表示）

④在P2及195 ℃时，该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，结果用含P2的分式表示)。

（3）某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理见图所示。

①气体A中除了O2外，一定还含有的气体是________。

②该电池的负极反应式为__________________________。

【答案】CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol < < 其他条件不变时，升高温度，一氧化碳的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应方向为吸热，正反应方向放热 0.0375 mol·L－1 min－1 9/P22 CO2或二氧化碳 CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O

【解析】

（1）CH4和SO2反应生成S、CO2和水，根据CH4和S的燃烧热化学方程式计算所求反应的△H ；

（2）①A点是平衡状态，B点转化率大于A点，应该向逆反应方向移动，所以B点v（正）＜v（逆）；

②升高温度时，CO的转化率降低，平衡逆向移动，则逆向为吸热反应，据此分析；

③Kp=P(CH3OH)/P2(H2)·P(CO)，列出三段式，表示出P(CH3OH)、P(H2)、P(CO)，代入表达式即可；

（3）该原电池为甲烷燃料电池，通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极。分别写出正负极反应式，结合两极产物进行分析；

（1）CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ/mol和-297kJ/mol，则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH= -890 kJ/mol ①，S(s)+ O2(g)=SO2(g) ΔH= -297kJ/mol ②，①-2×②得，CH4 (g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H= -296 kJ/mol；

（2）①根据表中数据知，平衡时氢气转化率为50%，当可逆反应中初始反应物物质的量之比等于其计量数之比时，其反应物转化率相等，所以该温度和压强下CO的转化率为50%，根据图知，A点是平衡状态，B点转化率大于A点，该反应在该温度和压强下达到平衡状态，应该向逆反应方向移动，所以B点v（正）＜v（逆）；

②升高温度时，CO的转化率降低，平衡逆向移动，则逆向为吸热反应，故该反应的ΔH<0；

③在0～2 min，平均反应速率v(H2)＝Δn/v/Δt=3mol/20L/2min=0.075mol·L－1 min－1 ，v(CH3OH)=1/2 v(H2)=0.0375 mol·L－1 min－1；

④ CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

n0 4mol 8mol 0mol

Δn 2mol 4mol 2mol

n平 2mol 4mol 2mol

由三段式可知，反应前后物质的量之比=3:2，则平衡时压强P=2/3P2，故P(CH3OH)=2/3P2×2/8=1/6P2，P(H2)=1/3P2，P(CO)= 1/6P2，Kp=P(CH3OH)/P2(H2)·P(CO)= 1/6P2/[(1/3P2)2·1/6P2]=9/P22;

（3）该原电池为甲烷燃料电池，根据图象中电子流向知，左边电极为负极、右边电极为正极。负极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极反应式为O2+2CO2+4e-═2CO32-，所以气体A中除了O2外，一定还含有的气体是二氧化碳；

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A. 乙中反应速率比甲中反应速率快

B. 平衡时甲、乙两容器中混合物的总物质的量之比为2:3

C. 若平衡时甲中H2的转化率为40%，则乙中H2的转化率大于40%

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请回答下列问题：

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（2）Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的晶体类型是__________，与CO互为等电子体的分子的电子式为_________________。

（3）配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是_____________，配体中提供孤对电子的原子是___________________________________。

（4）用[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应中，肯定有_______________形成。

a．离子键 b．配位键 c．非极性键 d．б键

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