Question

CO是常見的化學物質，在工業生產中用途很廣泛。
（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K為          。
②三個容器中的反應分別達平衡時各組數據關系正確的是      （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。現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=2CO₃^2- 
（3）①4；②AB；③如圖：

（4）③＞④＞②＞①；cd

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，以熔融態的K₂CO₃為電解質，該燃料電池的正極反應為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-。
（3）①根據表格數據(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立，可得c(HCOOˉ)+2c(OHˉ)=c（HCOOH）+2c（H⁺），綜上，cd正確。