Question

【题目】CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。

I、甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。

（1） 已知：CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g) △H1=－283.0kJ·mol－1

H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H2=－285.8kJ·mol－1

CH3OH(g)＋3/2 O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △H3=－764.5kJ·mol－1

则CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) △H=____________kJ·mol－1

（2）一定条件下,在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO与2 mol H2合成甲醇 平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①在2 min时测得容器内甲醇的浓度为0.25 mol·L－1，则0－2 min内CO的平均反应速率为____mol·L－1·min－1，H2的转化率为____。

②由图判断P1_______P2(填“＞” 、“<” 或“=” ),理由是____________________________________

③该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=____

④下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是____。(填写相 应字母)

A、使用高效催化剂 b、降低反应温度 c、增大体系压强

D、不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

Ⅱ、某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。

（3）原电池法:

该小组设计的原电池原理如右图所示。

该电池中右侧为________极，写出该电池负极的电极反应式 ____。

（4）电解法:

该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如右图所示。

写出开始电解时阳极的电极反应式____________________

Answer 1

【答案】 -90.1 0.125 50% < 甲醇的合成反应是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强转化率提高 48 C 正 SO2-2e-+2H2O= SO42-+4H+ HSO3--2e-+H2O= SO42-+3H+

【解析】I、（1） 已知：①CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g) △H1=－283.0kJ·mol－1

②H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H2=－285.8kJ·mol－1

③CH3OH(g)＋3/2 O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △H3=－764.5kJ·mol－1

由①+②2-③得CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ，所以△H=(－283.0kJ·mol－1)+( －285.8kJ·mol－1) 2-( －764.5kJ·mol－1)= -90.1kJ·mol－1.

（2）①一定条件下,在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO与2 mol H2合成甲醇，则CO与H2的起始浓度分别为0.5mol/L和1mol/L。CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，在2 min时测得容器内甲醇的浓度为0.25 mol·L－1。由化学方程式可知， 0－2 min内CO浓度的变化量与甲醇相同，则用CO表示的平均反应速率为=0.125mol·L－1·min－1。反应物的投料比与化学计量为数之比相同，所以H2的转化率与CO相同，均为.

②由图判断P1<P2理由是甲醇的合成反应是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强转化率提高。

③由图像可知，该甲醇合成反应中CO的转化率在A点为0.75，CO与H2、甲醇的浓度变化量分别为0.375mol/L和0.75mol/L、0.375mol/L，CO与H2的平衡浓度分别为0.125mol/L和0.25mol/L，平衡常数K= 48.

④增大体系压强能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率，选C。

Ⅱ、（3）由图中信息可知，左侧二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根，右侧氧气发生还原反应生成水，总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。因此，该电池中右侧为正极，该电池负极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O= SO42-+4H+。

（4）由图中信息可知，在阳极室中，硫酸氢根被氧化为硫酸根离子；在阴极室中，氢离子放电生成氢气发生还原反应。所以，开始电解时阳极的电极反应式HSO3--2e-+H2O= SO42-+3H+。