CO是常见的化学物质.在工业生产中用途很广泛．(1)已知:某些反应的热化学方程式如下:2H2(g)+SO2+2H2O(g)△H=+90.4kJ?mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-556.0kJ?mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1请写出用CO除去空气中SO2.生成S(g)及CO2热化学方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

CO是常见的化学物质，在工业生产中用途很广泛．
（1）已知：某些反应的热化学方程式如下：
2H₂（g）+SO₂（g）=S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ?mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-556.0kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
请写出用CO除去空气中SO₂，生成S（g）及CO₂热化学方程式

（2）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K₂CO₃为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式

；
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；△H=-dJ?mol^-1（d＞0）．初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：

实验	甲	乙	丙
初始投料	2molH₂、1molCO	1mol CH₃OH	4molH₂、2molCO
平衡时n（CH₃OH ）	0.5mol	n₂	n₃
反应的能量变化	放出Q₁kJ	吸收Q₂kJ	放出Q₃kJ
体系的压强	P₁	P₂	P₃
反应物的转化率	α₁	α₂	α₃

①该温度下此反应的平衡常数K为

．
②三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是

（填序号）．

A．α₁+α₂=1 B．Q₁+Q₂=dC．α₃＜α₁ D．P₃＞2P₁=2P₂E．n₂＜n₃＜1.0mol F．Q₃＜2Q₁
③在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡，从开始到新平衡时H₂的转化率为65.5%，请在右图中画出第5min 到新平衡时CH₃OH的物质的量浓度的变化曲线．
（4）实验室常用甲酸（一元酸）来制备CO．已知25℃时，0．l mol/L甲酸（ HCOOH）溶液和0．l mo1/L乙酸溶液的pH分别为2.3和2.9．现有相同物质的量浓度的下列四种溶液：①HCOONa溶液 ②CH₃COONa溶液③Na₂CO₃④NaHCO₃溶液，其pH由大到小的顺序是

（填写溶液序号）．关于0．l mo1/L HCOOH溶液和0．l mo1/LHCOONa等体积混合后的溶液描述正确的是

．
a．c（HCOOˉ）＞c（HCOOH）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）
b．c（HCOOˉ）+c（HCOOH）=0.2mo1/L
c．c（HCOOˉ）+2c（OHˉ）=c（HCOOH）+2c（H⁺）
d．c（HCOOˉ）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OHˉ）

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）根据盖斯定律判断；
（2）燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程；电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳；
（3）发生反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），
①利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算平衡常数；
②A．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为amol，表示出甲中CO转化率、乙中甲醇的转化率，据此计算判断；
B．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为bmol，根据热化学方程式表示出甲中放出热量Q₁、乙中吸收的热量Q₂，据此计算判断；
C．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍；
D．甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍；
E．结合D中的分析解答；
F．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的CO的物质的量大于甲中的2倍；
③根据已知条件求出甲醇在5min和8min时的物质的量浓度，然后再作图即可；
（4）根据盐类的水解程度来确定溶液中pH大小，酸的酸性越弱则酸的酸根离子水解程度越大，则相同浓度的钠盐溶液其pH越大．

解答： 解：（1）由①2H₂（g）+SO₂（g）=S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-556.0kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1；
根据盖斯定律反应①+②-③可得到2CO（g）+SO₂（g）=S（g）+2CO₂（g）△H=+18.0kJ?mol^-1；
故答案为：2CO（g）+SO₂（g）=S（g）+2CO₂（g）△H=+18.0kJ?mol^-1；
（2）该电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2- （或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-），
故答案为：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
（3）①CO的起始浓度=

1mol

=0.5mol/L，氢气的起始浓度=

2mol

=1mol/L，达到平衡时c（CH₃OH）=

0.5mol

=0.25mol/L，则：
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol/L）：0.5     1         0
变化（mol/L）：0.25    0.5      0.25
平衡（mol/L）：0.25   0.5      0.25
所以：平衡常数K=

0.25

0.25×0．52

=4，
故答案为：4；
②A．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为amol，甲中CO转化率α₁=

1-a

=1-a，平衡时甲醇的物质的量=（1-a）mol，乙中参加反应的甲醇为amol，乙中的转化率α₂=a，故α₁+α₂=1，故A正确；
B．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为bmol，则甲中参加反应的CO为（1-b）mol，放出的热量Q₁=d（1-b），乙中参加反应的甲醇为bmol，吸收的热量Q₂=bd，故Q₁+Q₂=d（1-b）+bd=d，故B正确；
C．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即α₃＞α₁，故C错误；
D．甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍，故压强P₃＜2P₁=2P₂，故D错误；
E．由D中分析可知，n₂=0.5，n₃＞1.0mol，故E错误；
F．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的CO的物质的量大于甲中的2倍，则Q₃＞2Q₁，故F错误，
故答案为：AB；
③将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min 达到新的平衡时，
              2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
初始量（mol）：2      1        0
变化量（mol）：1.31    0.652 0.652
平衡量（mol）：0.69    0.348    0.652
所以达到平衡时，甲醇的物质的量浓度是0.652mol/L，在第5min时，由于体积减半，所以甲醇的浓度应该加倍，即为0.25mol/L×2=0.5mol/L，所以5-8min内，甲醇的物质的量浓度从0.5mol/L升高到0.652mol/L，如图所示：

；
故答案为：

；
（4）强碱弱酸盐中对应的酸性越强，水解程度越小，碳酸的酸性小于醋酸的，溶液pH的大小顺序是③④②①；
0．l mo1/L HCOOH溶液和0．l mo1/LHCOONa等体积混合后的溶液中，甲酸的电离程度大于甲酸钠的水解程度，
a．甲酸的电离程度大于甲酸钠的水解程度，c（Na⁺）＞c（HCOOH），故a错误；
b．混合以后，体积加倍，根据物料守恒c（HCOOˉ）+c（HCOOH）=0.1mo1/L=2c（Na⁺），故b错误；
c．将物料守恒和电荷守恒联立，可得c（HCOOˉ）+2c（OHˉ）=c（HCOOH）+2c（H⁺），故c正确；
d．根据电荷守恒c（HCOOˉ）+c（OHˉ）=c（Na⁺）+c（H⁺），溶液呈酸性，所以c（H⁺）＞c（OHˉ），故c（HCOOˉ）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OHˉ），故d正确．
故答案为：③④②①；cd．

点评：本题考查较为综合，涉及化学平衡的计算、原电池等，题目难度较大，（3）中③题为易错点，要准确理解等效平衡问题，注意对结论的理解掌握．