Question

【题目】燃煤能排放大量的 CO、CO2、SO2，PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2 也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。

（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可入肺的有害颗粒，下列有关说法中正确的是（______）

a．PM2.5空气中形成了胶体

b．PM2.5表面积能大面积吸附大量的有毒有害物质

c．机动车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多还有重金属等有毒物质

d．研制开发燃料电池汽车,降低机动车尾气污染,某种程度可以减少PM2.5污染

（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2CH3OH＋H2O

已知：CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）△H＝－akJ·mol－1；

2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） △H＝－bkJ·mol－1；

H2O（g）＝ H2O（l） △H＝－ckJ·mol－1；

CH3OH（g）＝ CH3OH（l） △H＝－dkJ·mol－1，

则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为________________________。

（3）工业上还可以通过下列反应制备甲醇：CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）。在一容积可变的密闭容器中充入 10mol CO 和 20mol H2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。

①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_________（填字母）。

a．H2 的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率的 2 倍

b．H2 的体积分数不再改变

c．体系中 H2 的转化率和 CO 的转化率相等

d．体系中气体的平均摩尔质量不再改变

②比较 A、B 两点压强大小 PA__________PB（填“＞”“＜”或“=”）。

③若达到化学平衡状态 A 时，容器的体积为 20 L。如果反应开始时仍充入 10 mol CO 和 20 mol H2，则在平衡状态 B 时容器的体积 V(B)＝____L。

（4）SO2 在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图：

①该电池的负极反应：______________________________；

②当甲中消耗2.24 L O2（标准状况）时，乙中_____（填“a”或“b”）增重_______g。

Answer 1

【答案】 abcd CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H=-(c+2d-a-b)kJmol-1 ac ＜ 4 SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42- a 12.8

【解析】(1)a．气溶胶属于胶体，微粒直径在10-7m～10-9m之间，而PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米，其中含有一些微粒直径在10-7m～10-9m之间，可以形成胶体，故a正确；b．PM2.5表面积大，具有吸附性，能吸附大量的有毒、有害物质，故b正确；c．PM2.5是主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，故c正确；d．减少机动车尾气排放，减少了烟尘，能降低空气中PM2.5，故d正确；故选abcd；

(2)已知：①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)△H1＝－akJ·mol－1；

②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－bkJ·mol－1；

③H2O(g)＝ H2O(l) △H3＝－ckJ·mol－1；

④CH3OH(g)＝ CH3OH(l) △H4＝－dkJ·mol－1，根据盖斯定律，△H=-△H1-△H2+△H3+2△H4=-(c+2d-a-b)kJmol-1，所以CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(c+2d-a-b)kJmol-1，故答案为：CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(c+2d-a-b)kJmol-1；

(3)①a．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，不能说明到达平衡，当H2的消耗速率等于CH3OH的消耗速率的2倍时，反应到达平衡，故a错误；b．H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征，达到了平衡，故b正确；c．氢气、CO的转化率与它们起始物质的量有关，平衡时不一定相等，若起始物质的量之比等于化学计算量之比，转化率始终相等，故c错误；d．混合气体总质量不变，随反应进行，混合气体总物质的量减小，平均摩尔质量增大，混合气体气体的平均摩尔质量不再改变，说明达到了平衡，故d正确；故答案为：ac；

②温度一定时，正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故压强PA＜PB，故答案为：＜；

③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L，CO转化率为50%，则转化的CO为10mol×50%=5mol，则：

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

起始量(mol)：10200

变化量(mol)：5105

平衡量(mol)：5105

平衡常数K===4，如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2，在平衡状态B时CO转化率为80%，则转化的CO为10mol×80%=8mol，则：

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

起始量(mol)：10200

变化量(mol)：816 8

平衡量(mol)：248

设体积为VL，则=4，解得V=4，故答案为：4；

(4)①在燃料电池中，通入氧气的为正极，通入二氧化硫的为负极，二氧化硫失去电子，发生氧化反应，电极反应式为SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42-，故答案为：SO2－2e－+2H2O＝4H＋＋SO42-；

②标准状况下2.24 L O2的物质的量为=0.1mol，转移电子的物质的量为0.4mol，乙中a为阴极，发生铜离子的放电，生成铜单质，生成铜的物质的量为=0.2mol，质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，故答案为：12.8。