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。

①1/4CaSO₄(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO₂(g)       ∆H₁

②CaSO₄(s)+CO(g) CaO(s)+CO₂(g) +SO₂(g)    ∆H₂

③CO(g) 1/2C(s)+1/2CO₂(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) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)；ΔH

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的转化率如图所示。该反应的ΔH____(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利用下图所示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）4∆H1+ ∆H2+2∆H3 （2）① [c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)] ②<；不变

③CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋ （3）①减少酸雨的发生

②SO2＋2H2O＋Cu2＋4H＋＋SO42—＋Cu

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律，反应①+反应②+反应③得反应2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s) +SO2(g)，所以∆H＝4∆H1+ ∆H2+2∆H3 ；（2）①该反应平衡常数表达式为K＝[c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)] ；②由图像可知，投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，是放热反应，ΔH <0；化学平衡常只与温度有关，与投料比无关，若温度不变，则K不变；③甲醚发生氧化反应作负极，在酸性条件下，负极反应为：CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋ ；（3）①从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为减少酸雨的发生；②根据装置图可知SO2被氧化，Cu2+被还原反应的总离子方程式为SO2＋2H2O＋Cu2＋4H＋＋SO42—＋Cu 。

考点：反应热、化学平衡、燃料电池、原电池原理及应用