Question

【题目】磷及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题：

（1）少量CO的存在会引起生产中催化剂中毒，常用SO2氧化CO，本身被还原为S。

已知：①C (s)+ 1/2O2(g)=CO (g)△H1=-l26.4kJ·mol-1

②C(s)+O2(g) =CO2(g)△H2=-393.5kJ·mol-1

③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.8kJ·mol-1

则SO2氧化CO的热化学反应方程式__________________________。

（2） CO可用于合成甲醇，反应方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①CO转化率与温度、压强的关系如图所示，该反应△H_____________0 (填“>”或“<”)

图2中曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，则它们的大小关系为_____________________。

②一定条件下，将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，CO与H2体积之比为2:1，则平衡常数K=_________________________。

（3）处理高浓度乙醛废水的原理：2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。使用惰性电极电解，以一定浓度的CH3CHO –Na2SO4溶液为电解貭溶液模拟工业处理，其装置如图3所示：

①电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体，阳极电极反应分别：

4OH--4e-=O2↑+2H2O；_________________________________。

②在实际处现过程中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入lm3乙醛的含量为300mg L-1的废水,可得到乙醇_____________kg(结果保留2位小数)。

Answer 1

【答案】 SO2(g) +2CO (g) =S(s)+2CO2(g)△H=-237.4kJ ·mol-1 < K1>K2>K3 4.5L2·mol2 CH3CHO+H2O-2e-=CH3COOH+2H+ 0.19

【解析】试题分析：（1）根据盖斯定律计算SO2与CO反应的焓变；（2）根据图像可知，随温度升高CO的转化率增大，平衡正向移动；n(H2)/n(CO)一定时，CO的转化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，转化率高的平衡常数大；②利用“三段式”计算平衡常数；（3）①阳极发生氧化反应，乙醛被氧化为乙酸，氢氧根离子被氧化为氧气；②根据阴极反应CH3CHO+2e－+2H+=CH3CH2OH计算乙醇的质量。

解析：（1）①C (s)+ 1/2O2(g)=CO (g)△H1=-l26.4kJ·mol-1

②C(s)+O2(g) =CO2(g)△H2=-393.5kJ·mol-1

③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.8kJ·mol-1

根据盖斯定律得，目标方程式=②×2-①×2-③，ΔH=(－393．5kJ·mol－1)×2-(-126．4kJ/mol)×2-(－296．8kJ·mol－1)=-237．4kJ·mol－1，所以所求热化学方程式为SO2（g）+2CO（g）=S(s)+2CO2（g） ΔH=-237．4kJ·mol－1；（2）①由图1可知，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，正向是放热反应，ΔH<0；n(H2)/n(CO)一定时，CO的转化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，转化率高的平衡常数大，所以K1、K2、K3的大小关系为K1>K2>K3；②

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

开始 1 1 0

转化 x 2x x

平衡 1-x 1-2x x

根据题意（1-x）：（1-2x）=2:1

x=

K= =4.5L2·mol2；

（3）①阳极发生氧化反应，乙醛被氧化为乙酸，氢氧根离子被氧化为氧气，所以阳极电极反应式除生成氧气外，还有CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+
②阴极反应是CH3CHO+2e－+2H+=CH3CH2OH，所以注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水，阴极区乙醛的去除率可达60%，生成乙醇的质量是1000L×300mg/L×60%×10-3g/mg÷44g/mol×46g/mol=188．2g=0.19kg