Question

CO是常见的化学物质，在工业生产中用途很广泛。

（1） 已知：某些反应的热化学方程式如下：

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

请写出用CO除去空气中SO₂，生成S（g）及CO₂热化学方程式                      

（2） 某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K₂CO₃为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式                                              ；

（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2H₂（g）＋CO（g）CH₃OH（g）；△H＝－dJ·mol^－1（d＞0）。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：

实验	甲	乙	丙
初始投料	2 molH2、1 molCO	1 mol CH3OH	4 molH2、2 molCO
平衡时n（CH3OH ）	0.5mol	n2	n3
反应的能量变化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
体系的压强	P1	P2	P3
反应物的转化率	α1	α2	α3

①该温度下此反应的平衡常数K为           。

②三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是       （填序号）。

A．α₁＋α₂＝1            B．Q₁＋Q₂＝d

C．α₃＜α₁               D．P₃>2P₁＝2P₂      

E．n₂＜n₃＜1.0mol     F．Q₃＜2Q₁

③在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡，从开始到新平衡时H₂的转化率为65.5%，请在下图中画出第5min 到新平衡时CH₃OH的物质的量浓度的变化曲线。

（4）实验室常用甲酸（一元酸）来制备CO。已知25℃时，0.l mol/L甲酸( HCOOH)溶液和0.l mo1/L乙酸溶液的pH分别为2.3和2.9。现有相同物质的量浓度的下列四种溶液：①HCOONa溶液 ②CH₃COONa溶液③Na₂CO₃④NaHCO₃溶液，其pH由大到小的顺序是                  ____（填写溶液序号）。关于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等体积混合后的溶液描述正确的是            ____。

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

（2）正极：O2+4e-+2CO2=2CO32-

（3）①4；②AB；③如图：

（4）③＞④＞②＞①；cd

【解析】

试题分析：（1）利用盖斯定律，将所给反应I+反应II-反应III可得2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H=+18.0kJ/mol。

（2）以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K2CO3为电解质，该燃料电池的正极反应为O2+4e-+2CO2=2CO32-。

（3）①根据表格数据(甲组实验)，利用三段式可得:

2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）

起始浓度（mol/L）：1 0.5 0

变化浓度（mol/L）：0.5 0.25 0.25

平衡浓度（mol/L）：0.5 0.25 0.25

所以平衡常数K==4；

②恒温恒容条件下，实验甲和实验乙为等效平衡，甲为从正反应方向进行，乙为从逆反应方向进行，故两种情况下反应物的转化率α1＋α2＝1，反应放出和吸收的热量数值之和Q1＋Q2＝d；实验丙反应物是甲的2倍，相当于增大压强，则平衡向正反应方向移动，使反应物转化率增大，α3＞α1，平衡时n3＞1.0mol，P3＜2P1，Q3＞2Q1，故选AB。

③在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，压缩的瞬间，甲醇的浓度为原来的2倍，然后平衡向正反应方向移动，使甲醇浓度进一步增大，直至平衡，据此可作出CH3OH的物质的量浓度的变化曲线图像。

（4）根据题给信息可知甲酸的酸性比乙酸强，故HCOONa溶液比CH3COONa溶液水解程度小，所以四种溶液的pH由大到小的顺序为③＞④＞②＞①；对于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等体积混合后的溶液，根据物料守恒c(HCOOˉ)+c(HCOOH)= 0.1 mo1/L；电荷守恒为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)，将物料守恒和电荷守恒联立，可得c(HCOOˉ)+2c(OHˉ)=c（HCOOH）+2c（H+），综上，cd正确。

考点：考查盖斯定律、燃料电池电极反应式书写、化学平衡、盐类水解等相关知识。