Question

(14分)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。

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

①P₁＿＿P₂(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是  

②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=    (用a和V表示)

③该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是:CO    H₂(填“＞” 、“＜” 或“=” )

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CH₃0H从反应混合物中分离出来

E、增加等物质的量的CO和H₂

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图所示。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S0₂得到NaHSO₃溶液，然后电解该溶液制得了硫酸。原理如下图所示。

写出开始电解时阳极的电极反应式          。

Answer

(14分)

（1）－90.1

（2）①＜ 甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高

② (mol·L－1)－2 ③ = ④ C

（3）SO2＋2H2O－2e－ = 4H＋＋SO42－

（4） HSO3-＋H2O－2e－ = SO42 －＋3H＋

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，一式＋二式×2-三式得-283-285.8×2＋764.5=－90.1 kg•mol－1，则CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) H=－90.1 kg•mol－1；

（2）①根据化学反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，所以P1＜P2；

②在A点CO的转化率为0.75，根据三段式

CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)

起始 a 2a 0

变化 0.75a 1.5a 0.75a

平衡 0.25a 0.5a 0.75a 则K=(0.75a÷V)/(0.5a÷V)2×(0.25a÷V)=(mol·L－1)－2

③按系数比加入各反应物，各反应物的转化率相同，所以该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是:CO=H2；

④A、使用高效催化剂只能加快化学反应速率，不符；B、降低反应温度，化学反应速率降低，平衡右移，CO的转化率增大，不符；C、增大体系压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，化学反应速率加快，符合；D、不断将CH30H从反应混合物中分离出来，化学反应速率减慢，不符；E、增加等物质的量的CO和H2，相当于在1:2的基础上减少H2的物质的量，平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，不符；选C。

（3）根据装置图可知，SO2在该装置中失电子，发生氧化反应，作负极，生成硫酸，所以该电池负极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－ = 4H＋＋SO42 － ；

（4）根据装置图可知，HSO3－ 在阳极失电子，发生氧化反应，生成SO42 －，所以开始电解时阳极的电极反应式为HSO3－ ＋H2O－2e－ = SO42 －＋3H＋。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡常数及影响化学平衡的因素，电解的应用。