Question

燃煤能排放大量的CO、CO₂、SO₂，PM_2．5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关．SO₂、CO、CO₂也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径．

（1）利用电化学原理将SO₂ 转化为重要化工原料C若A为SO₂，B为O₂，则负极的电极反应式为：________。

（2）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O

已知：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)△H=-a kJ•mol^-1；

2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(g)△H=-b kJ•mol^-1；

H₂O(g)═H₂O(l)△H=-c kJ•mol^-1；

CH₃OH(g)═CH₃OH(l)△H=-d kJ•mol^-1，

则表示CH₃OH(l)燃烧热的热化学方程式为：________。

（3）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

①该反应的△H________(填“＞”或“＜”)热反应，实验2条件下平衡常数K=________

②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b的值________(填具体值或取值范围)。

③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正________V_逆(填“<”，“＞”，“=”)。

④判断该反应达到平衡的依据是________。

A．CO₂减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等

B．容器内气体压强保持不变

C．CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度都不再发生变化

D．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

Answer

（1）SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

（2）CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=(b+2c-a-d)kJ•mol-1

（3）①＜；0．17；②＜1；③＜；④AC

【解析】

试题分析：（1）SO2在负极失去电子转化为SO42-，故其电极反应为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

（2）已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ•mol-1；

②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-b kJ•mol-1；

③H2O(g)═H2O(l)△H=-c kJ•mol-1；

④CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-d kJ•mol-1，

根据盖斯定律，将②×+③×2-①-④得：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

△H= ×△H2+2△H3-△H1-△H4=(b+2c-a-d)kJ•mol-1，

所以CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为

CH3OH(l)+ O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H= (c+2d-a-b)kJ•mol-1；

（3）①实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，实验2条件下平衡常数，需要列式计算平衡浓度；

H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)

初始浓度(mol/L) 0.5 1 0 0

转化浓度 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡浓度 0.3 0.8 0.2 0.2

K===0.17

故答案为：＜；0.17；

②根据CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，增大水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，水蒸气的转化率减小，即a/b＜1，故答案为：＜1；

③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol，Qc=1＞K=0.17，反应向逆反应方向进行，即V正＜V逆，故答案为：＜；

④A、CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等，表示V正=V逆，能够判断反应达到了平衡，正确；B、该反应为气体体积不变的反应，容器内气体压强始终保持不变，不能判断反应达到了平衡，错误；C、CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化，能够判断反应达到了平衡，正确；D、容器内气体的物质的量不变，气体的质量不变，容器中气体的平均相对分子质量始终不变，不能判断反应达到了平衡，错误；故选AC。

考点：考查了化学平衡的移动和计算、盖斯定律的应用和热化学方程式的书写的相关知识。