Question

CO是常見的化學物質，在工業(yè)生產中用途很廣泛。

（1） 已知：某些反應的熱化學方程式如下：

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

請寫出用CO除去空氣中SO2，生成S（g）及CO2熱化學方程式

（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，請寫出該燃料電池正極的電極反應式 ；

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

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

①該溫度下此反應的平衡常數(shù)K為 。

②三個容器中的反應分別達平衡時各組數(shù)據關系正確的是 （填序號）。

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達到新的平衡，從開始到新平衡時H2的轉化率為65.5%，請在下圖中畫出第5min 到新平衡時CH3OH的物質的量濃度的變化曲線。

（4）實驗室常用甲酸（一元酸）來制備CO。已知25℃時，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）。關于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I+反應II-反應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，該燃料電池的正極反應為O2+4e-+2CO2=2CO32-。

（3）①根據表格數(shù)據(甲組實驗)，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，實驗甲和實驗乙為等效平衡，甲為從正反應方向進行，乙為從逆反應方向進行，故兩種情況下反應物的轉化率α1＋α2＝1，反應放出和吸收的熱量數(shù)值之和Q1＋Q2＝d；實驗丙反應物是甲的2倍，相當于增大壓強，則平衡向正反應方向移動，使反應物轉化率增大，α3＞α1，平衡時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，甲醇的濃度為原來的2倍，然后平衡向正反應方向移動，使甲醇濃度進一步增大，直至平衡，據此可作出CH3OH的物質的量濃度的變化曲線圖像。

（4）根據題給信息可知甲酸的酸性比乙酸強，故HCOONa溶液比CH3COONa溶液水解程度小，所以四種溶液的pH由大到小的順序為③＞④＞②＞①；對于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等體積混合后的溶液，根據物料守恒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：考查蓋斯定律、燃料電池電極反應式書寫、化學平衡、鹽類水解等相關知識。