Question

【題目】運用化學反應原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義．
（1）用CO可以合成甲醇．已知：
CH3OH（g）+ O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H 1 kJmol﹣1
CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H2 kJmol﹣1
H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H3 kJmol﹣1
則CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=kJmol﹣1 ．
（2）一定壓強下，在容積為2L的密閉容器中充入1mol CO與2mol H2 ， 在催化劑作用下發(fā)生反應：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖1所示．

①下列說法正確的是
A．若容器內(nèi)氣體密度恒定，反應達到平衡狀態(tài)
B．若容器內(nèi)各氣體濃度恒定，反應達到平衡狀態(tài)
C．上述反應中，△H＞0
D．反應中，催化劑使平衡向正反應方向移動
②p2p1 （填“大于”、“小于”或“等于”）；
③100℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K=；
（3）某科研小組用SO2為原料制取硫酸．
①利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸．請寫出該電池負極的電極反應式： ．
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸．電解原理示意如圖2所示．請寫出開始時陽極反應的電極反應式

Answer 1

【答案】
（1）2△H3+△H2﹣△H1
（2）B；大于；4
（3）SO2﹣2e﹣+2H2O═SO42﹣+4H+；HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+
【解析】解：（1）①CH3OH（g）+ O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H 1 kJmol﹣1②CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H2 kJmol﹣1
③H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H3 kJmol﹣1
根據(jù)蓋斯定律2×③+②﹣①可得CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=2△H3+△H2﹣△H1；
所以答案是：）△H=2△H3+△H2﹣△H1；（2）①A．容器內(nèi)混合氣體總質(zhì)量不變，恒容氣體體積不變，則密度始終不變，故A錯誤；
B．容器內(nèi)各氣體濃度恒定，反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．由圖1可知相同壓強下，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小，反應逆向移動，正方向為放熱反應，故C錯誤；
D．催化劑不影響化學平衡，故D錯誤；
所以答案是：B；
②該反應是個氣體體積減小的反應，增大壓強，化學平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，由圖1可知相同溫度下，p2時CO的轉(zhuǎn)化率大于的p1轉(zhuǎn)化率，故p2大于p1；
所以答案是：大于；
③在容積為2L的密閉容器中充入1mol CO與2mol H2 ， 100℃時，該反應的CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，列三段式，

	CO（g）+	2H2（g）		CH3OH（g）
c始：	0.5	1		0
c轉(zhuǎn)：	0.25	0.5		0.25
c平：	0.25	0.5		0.25

則化學平衡常數(shù)K= =4；
所以答案是：4；（3）①該原電池中，負極上失電子被氧化，二氧化硫到硫酸，硫的化合價升高，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，所以負極上的電極反應式為：SO2﹣2e﹣+2H2O═SO42﹣+4H+；
所以答案是：SO2﹣2e﹣+2H2O═SO42﹣+4H+；
②電解池中陽極和電源正極相連，失去電子，發(fā)生氧化反應，電解NaHSO3溶液可制得硫酸，硫的化合價升高，所以陽極是HSO3﹣溶液失去電子被氧化生成SO42﹣ ， 則陽極電極反應式是：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+；
所以答案是：HSO3﹣+H2O﹣2e﹣=SO42﹣+3H+ ．
【考點精析】利用化學平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學平衡的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知化學平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．