Question

（1）用CaSO₄代替O₂与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO₂，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术．反应①为主反应，反应②和③为副反应．
①

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）△H₁
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂
③CO（g）?

1

2

C（s）+

1

2

CO₂（g）△H₃
则反应2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）的△H=

 

（用△H₁、△H₂和△H₃表示）
（2）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化剂

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）；△H
①该反应平衡常数表达式为K=

 

．
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图1．该反应的△H

 

（填“＞”“＜”或“=”）0．若温度不变，减小反应投料比[n（H₂）/n（CO₂）]，则K将

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
③二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为

 

．
（3）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：2SO₂+2nCu+（n+1）O₂+（2-2n）H₂O=2nCuSO₄+（2-2n）H₂SO₄ 从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为

 

．
②利用图2电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生．写出装置内所发生反应的总的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,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,常见的生活环境的污染及治理

专题：

分析：（1）根据盖斯定律来分析；
（2）①根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积进行计算；
②根据温度对平衡的影响分析△H的符号；平衡常数K只与温度有关；
③燃料电池中燃料在负极上失电子发生氧化反应，结合电解质溶液的酸性环境，书写电极反应；
（3）①二氧化硫是一种有毒的气体，排放到空气中可引起酸雨的发生，对环境和人类健康有害，脱硫可以防止酸雨的发生；依据二氧化硫和氧气反应方程式，找出二氧化硫和氧气量的关系；
②利用电解原理将二氧化硫转化成硫酸吸收，先写出两个电极上上发生的电极反应式，加和就可得到总的离子方程式．

解答： 解：（1）已知反应：①

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）△H₁
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂
③CO（g）?

1

2

C（s）+

1

2

CO₂（g）△H₃
根据盖斯定律，将①×4+②+③×2可得：
2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）△H=4△H₁+△H₂+2△H₃，故答案为：4△H₁+△H₂+2△H₃；
（2））①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以平衡常数K=

c(CH3OCH3)×c3(H2O)

c2(CO2)c6(H2)

，
故答案为：K=

c(CH3OCH3)×c3(H2O)

c2(CO2)c6(H2)

，
②因为温度越高，CO₂转化率越小，则平衡逆移，所以该反应正方向为放热反应，即△H＜0，K只受温度影响，若温度不变，减小投料比，则K不变，
故答案为：＜；不变；
③若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应为：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺； 故答案为：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
（3）①脱硫可以减少二氧化硫的排放量，防止酸雨的发生；
故答案为：防止酸雨的发生；
 ②分析图中电解装置，可知左边石墨是电解池的阳极，右边是阴极；阳极放电的物质二氧化硫，失去电子生成硫酸根离子，电极反应式：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+2H⁺；阴极放电的物质时铜离子，得到电子被还原成单质铜，电极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu；将上述两电极的电极反应式得：SO₂+2H₂O+Cu²⁺

通电  .

4H⁺+SO₄^2-+Cu，
故答案为：SO₂+2H₂O+Cu²⁺

通电  .

4H⁺+SO₄^2-+Cu．

点评：本题考查了反应热的求算，盖斯定律，二氧化硫的污染和治理，电解原理，题目综合性强，难度较小，根据已经掌握的知识可以求解．