控制和治理CO2.SO2是解决温室效应.减少酸雨的有效途径.有学者设想以如图所示装置用电化学原理将他们转化为重要化工原料．请回答:(1)若A为CO2.B为H2.C为CH3OH.则负极是 .正极反应式为．(2)若A为SO2.B为O2.C为H2SO4．则负极反应式为．电池总反应式为．科研人员希望每分钟从C处获得100mL10mol/L H2SO4.A处通入废� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

控制和治理CO₂、SO₂是解决温室效应、减少酸雨的有效途径，有学者设想以如图所示装置用电化学原理将他们转化为重要化工原料．请回答：
（1）若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则负极是

（填“A”或“B”），正极反应式为

．
（2）若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄．则负极反应式为

．电池总反应式为

．科研人员希望每分钟从C处获得100mL10mol/L H₂SO₄，A处通入废气（SO₂的体积分数为1%）的速率为

L/min（标准状况）．

分析：原电池中负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，根据元素化合价变化确定正负极及其反应，根据原子守恒计算废气的速率．

解答：解：（1）A是二氧化碳，B是氢气，二氧化碳中碳元素化合价是+4价，氢气中氢元素化合价是0价，甲醇中碳元素化合价是-2价，氢元素化合价是+1价，负极上失电子化合价升高，所以A电极是正极，B电极是负极，正极上二氧化碳失电子和氢离子反应生成甲醇和水，电极反应式为：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案为：B，CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
（2）A为SO₂，S元素化合价是+4价，B为O₂，O元素化合价是0价，C为H₂SO₄，氧元素化合价是-2价，S元素化合价是+6计算，所以二氧化硫失电子，氧气得电子，则A是负极，B是正极，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸，电极反应式为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，所以电池反应式为：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，C处每分钟生产硫酸的物质的量=10mol×0.1L=1mol，
根据S原子守恒知，每分钟通入的气体体积=

1mol×22.4L/mol

=2240L，
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，2240．

点评：本题考查原电池原理，根据电极上得失电子确定电极及其反应即可，难度不大．

练习册系列答案

C₂H₄（g）+H₂O（l）═C₂H₅OH（l）△H=-44.2kJ/mol

．
温度（K）
（2）在一定条件下，6H₂（g）+2CO₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）．

CO₂转化率（%） n（H₂）/n（CO₂）	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

根据上表中数据分析：
①温度一定时，提高氢碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，CO₂的转化率

增大

（填“增大”“减小”“不变”）．
②该反应的正反应为

放

（填“吸”或“放”）热反应．

（3）一定条件下，将3molH₂和1molCO₂两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3H₂（g）+CO₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．2min末该反应达到平衡，测得CH₃OH的浓度为0.2mol/L．下列判断不正确的是

bcd

．
a．该条件下此反应的化学平衡常数表达式为K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c3(H2)?c(CO2)

b．H₂的平均反应速率为0.3mol/（L?s）
c．CO₂的转化率为60%
d．若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态
（4）如图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是

乙醇

（填“乙醇”或“

氧气”），b处电极上发生的电极反应是：

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．
（5）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为大于

2.8×10^-5mol/L

．

工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验．查表得
BaSO₄（s）+4C（s）

高温

4CO（g）+BaS（s）△H₁=571.2kJ?mol^-1 ①
BaSO₄（s）+2C（s）

高温

2CO₂（g）+BaS（s）△H₂=226.2kJ?mol^-1 ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠．Na₂S水解的离子方程式为

S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-

kJ?mol^-1．
（3）“温室效应”是全球关注的环境问题之一．CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径．
①下列措施中，有利于降低大气中CO₂浓度的有：

abcd

．（填字母）
a．减少化石燃料的使用 b．植树造林，增大植被面积
c．采用节能技术 d．利用太阳能、风能
②将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环．CO₂转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO₂+6H₂O

C₆H₁₂O₆ b．CO₂+3H₂

CH₃OH+H₂O
c．CO₂+CH₄

CH₂═CH₂+4H₂O
以上反应中，最节能的是

，原子利用率最高的是

．

（14分）“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO₂是解决“温室效应”的有效途径。
（1）其中一种途径是将CO₂转化成有机物实现碳循环。如：
2CO₂(g)＋2H₂O(l) ="=" C₂H₄(g)＋3O₂(g)    ΔH＝+1411.0 kJ/mol
2CO₂(g)＋3H₂O(l) ="=" C₂H₅OH(1)＋3O₂(g)  ΔH＝+1366.8 kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇反应的热化学方程式为                                。
（2）在一定条件下，6H₂(g) +2CO₂(g)CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)。

	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

根据上表中数据分析：
① 温度一定时，提高氢碳比[n(H₂)/n(CO₂)]，CO₂的转化率（填“增大”“减小”“不变”）。
② 该反应的正反应为（填“吸”或“放”）热反应。
（3）一定条件下，将3molH₂和1molCO₂两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3H₂（g）+ CO₂（g）

CH₃OH（g）+ H₂O（g）。2min末该反应达到平衡，测得CH₃OH的浓度为0.2mol/L。下列判断不正确的是。
a. 该条件下此反应的化学平衡常数表达式为

b. H₂的平均反应速率为0．3mol/(L·s)
c. CO₂的转化率为60%
d. 若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态

（4）如图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是（填“乙醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是：。

（5）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^—9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为大于。

CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。
（1）其中一种途径是将CO₂转化成有机物实现碳循环。如：
2CO₂（g）+2H₂O（l）===C₂H₄（g）+3O₂（g） △H=十1411．0kJ/mol
2CO₂（g） +3H₂O（l）=C₂H₅OH（1）十3O₂（g）△H = +1366．8kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇反应的热化学方程式为。
（2）在一定条件下，6H₂（g）+2CO₂（g）CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）。

温度（K） CO₂转化率（%） n（H₂）/n（CO₂）	500	600	700	800
1．5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

根据上表中数据分析：
①温度一定时，提高氢碳比[著轰击]，CO₂的转化率（填“增大”“减小”
“不变”）。
②该反应的正反应为（填“吸”或“放”）热反应。
（3）定条件下，将3 molH₂和1molCO₂两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3H₂（g）+CO₂（g）

CH₃OH（g）+H₂O（g）。2min末该反应达到平衡，测得CH30H的浓度为0．2mol／L。下列判断不正确的是___ _。
a．该条件下此反应的化学平衡常数表达式为

b．H₂的平均反应速率为0．3mol／（L．s）
c．CO₂的转化率为60%
d．若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态
（4）如图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是（填“乙醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是：。

（5）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其

溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为

，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为。

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。

（1）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
CO	H₂O	H₂	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

① 实验1条件下平衡常数K= （保留小数点后二位数字）。

② 实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值（填具体值或取值范围）。

③ 实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO、5molH₂O、2molCO₂、5molH₂，则此时v(正) v(逆)（填“<”、“>”、“=”）。

（2）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其K_sp=2.8×10^—9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^—4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为。

（3）已知BaSO₄(s) + 4C(s) =4CO(g) + BaS(s) △H₁=+571.2kJ/mol，

BaSO₄(s) + 2C(s) = 2CO₂(g) + BaS(s) △H₂=+226.2 kJ/mol。

则反应C(s) + CO₂(g) = 2CO(g)的△H₃= kJ/mol。

（4）寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO₄是一种新型汽车锂离子电池，总反应为：FePO₄+Li LiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺，则该电池放电时的正极和负极反应式分别为：和。若用该电池电解蒸馏水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有3360mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为。(Li的相对原子质量约为7.0)

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