Question

CO是常見的化學(xué)物質(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)中用途很廣泛。

（1） 已知：某些反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

2H2（g）+SO2（g）=S（g）+2H2O（g） ΔH＝+90.4kJ·mol－1

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） ΔH＝-556.0kJ·mol－1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH＝-483.6kJ·mol－1

請(qǐng)寫出用CO除去空氣中SO2，生成S（g）及CO2熱化學(xué)方程式

（2） 某燃料電池以CO為燃料，以空氣為氧化劑，以熔融態(tài)的K2CO3為電解質(zhì)，請(qǐng)寫出該燃料電池正極的電極反應(yīng)式 ；

（3）在某溫度下、容積均為2L的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫恒容，使之發(fā)生反應(yīng)：2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）；△H＝－dJ·mol－1（d＞0）。初始投料與各容器達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)	甲	乙	丙
初始投料	2 molH2、1 molCO	1 mol CH3OH	4 molH2、2 molCO
平衡時(shí)n（CH3OH ）	0.5mol	n2	n3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
體系的壓強(qiáng)	P1	P2	P3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

①該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K為 。

②三個(gè)容器中的反應(yīng)分別達(dá)平衡時(shí)各組數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是 （填序號(hào)）。

A．α1＋α2＝1          B．Q1＋Q2＝d

C．α3＜α1         D．P3>2P1＝2P2

E．n2＜n3＜1.0mol    F．Q3＜2Q1

③在其他條件不變的情況下，將甲容器的體系體積壓縮到1L，若在第8min達(dá)到新的平衡，從開始到新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為65.5%，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出第5min 到新平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量濃度的變化曲線。

（4）實(shí)驗(yàn)室常用甲酸（一元酸）來(lái)制備CO。已知25℃時(shí)，0.l mol/L甲酸( HCOOH)溶液和0.l mo1/L乙酸溶液的pH分別為2.3和2.9�，F(xiàn)有相同物質(zhì)的量濃度的下列四種溶液：①HCOONa溶液 ②CH3COONa溶液③Na2CO3④NaHCO3溶液，其pH由大到小的順序是 ____（填寫溶液序號(hào)）。關(guān)于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等體積混合后的溶液描述正確的是 ____。

a．c(HCOOˉ)＞c(HCOOH)＞c（Na+）＞c（H+）

b．c(HCOOˉ)+c(HCOOH)= 0.2 mo1/L

c．c(HCOOˉ)+2c(OHˉ)=c（HCOOH）+2c（H+）

d．c(HCOOˉ) ＞c（Na+）＞c（H+）＞c(OHˉ)

 

Answer 1

（1）2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H=+18.0kJ/mol

（2）正極：O2+4e-+2CO2=2CO32-

（3）①4；②AB；③如圖：

（4）③＞④＞②＞①；cd

【解析】

試題分析：（1）利用蓋斯定律，將所給反應(yīng)I+反應(yīng)II-反應(yīng)III可得2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H=+18.0kJ/mol。

（2）以CO為燃料，以空氣為氧化劑，以熔融態(tài)的K2CO3為電解質(zhì)，該燃料電池的正極反應(yīng)為O2+4e-+2CO2=2CO32-。

（3）①根據(jù)表格數(shù)據(jù)(甲組實(shí)驗(yàn))，利用三段式可得:

2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）

起始濃度（mol/L）：1 0.5 0

變化濃度（mol/L）：0.5 0.25 0.25

平衡濃度（mol/L）：0.5 0.25 0.25

所以平衡常數(shù)K==4；

②恒溫恒容條件下，實(shí)驗(yàn)甲和實(shí)驗(yàn)乙為等效平衡，甲為從正反應(yīng)方向進(jìn)行，乙為從逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故兩種情況下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α1＋α2＝1，反應(yīng)放出和吸收的熱量數(shù)值之和Q1＋Q2＝d；實(shí)驗(yàn)丙反應(yīng)物是甲的2倍，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，α3＞α1，平衡時(shí)n3＞1.0mol，P3＜2P1，Q3＞2Q1，故選AB。

③在其他條件不變的情況下，將甲容器的體系體積壓縮到1L，壓縮的瞬間，甲醇的濃度為原來(lái)的2倍，然后平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使甲醇濃度進(jìn)一步增大，直至平衡，據(jù)此可作出CH3OH的物質(zhì)的量濃度的變化曲線圖像。

（4）根據(jù)題給信息可知甲酸的酸性比乙酸強(qiáng)，故HCOONa溶液比CH3COONa溶液水解程度小，所以四種溶液的pH由大到小的順序?yàn)棰郏劲埽劲冢劲�；�?duì)于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等體積混合后的溶液，根據(jù)物料守恒c(HCOOˉ)+c(HCOOH)= 0.1 mo1/L；電荷守恒為c(HCOOˉ)+ c(OHˉ)=c（Na+）+c（H+），又溶液呈酸性，所以c（H+）＞c(OHˉ)，故c(HCOOˉ) ＞c（Na+）＞c（H+）＞c(OHˉ)，將物料守恒和電荷守恒聯(lián)立，可得c(HCOOˉ)+2c(OHˉ)=c（HCOOH）+2c（H+），綜上，cd正確。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律、燃料電池電極反應(yīng)式書寫、化學(xué)平衡、鹽類水解等相關(guān)知識(shí)。