Question

（1）用CaSO₄代替O₂與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO₂，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)．反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)．
①

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）△H₁
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂
③CO（g）?

1

2

C（s）+

1

2

CO₂（g）△H₃
則反應(yīng)2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）的△H=

 

（用△H₁、△H₂和△H₃表示）
（2）將燃煤廢氣中的CO₂轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）；△H
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

．
②已知在某壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO₂的轉(zhuǎn)化率如圖1．該反應(yīng)的△H

 

（填“＞”“＜”或“=”）0．若溫度不變，減小反應(yīng)投料比[n（H₂）/n（CO₂）]，則K將

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
③二甲醚燃料電池具有啟動(dòng)快，效率高等優(yōu)點(diǎn)，若電解質(zhì)為酸性，二甲醚燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為

 

．
（3）一種以銅作催化劑脫硫有如下兩個(gè)過(guò)程：
①在銅的作用下完成工業(yè)尾氣中SO₂的部分催化氧化，所發(fā)生反應(yīng)為：2SO₂+2nCu+（n+1）O₂+（2-2n）H₂O=2nCuSO₄+（2-2n）H₂SO₄ 從環(huán)境保護(hù)的角度看，催化脫硫的意義為

 

．
②利用圖2電化學(xué)裝置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生．寫(xiě)出裝置內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的總的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理,常見(jiàn)的生活環(huán)境的污染及治理

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來(lái)分析；
（2）①根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積進(jìn)行計(jì)算；
②根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析△H的符號(hào)；平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)；
③燃料電池中燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸性環(huán)境，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；
（3）①二氧化硫是一種有毒的氣體，排放到空氣中可引起酸雨的發(fā)生，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康有害，脫硫可以防止酸雨的發(fā)生；依據(jù)二氧化硫和氧氣反應(yīng)方程式，找出二氧化硫和氧氣量的關(guān)系；
②利用電解原理將二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸吸收，先寫(xiě)出兩個(gè)電極上上發(fā)生的電極反應(yīng)式，加和就可得到總的離子方程式．

解答： 解：（1）已知反應(yīng)：①

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）△H₁
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂
③CO（g）?

1

2

C（s）+

1

2

CO₂（g）△H₃
根據(jù)蓋斯定律，將①×4+②+③×2可得：
2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）△H=4△H₁+△H₂+2△H₃，故答案為：4△H₁+△H₂+2△H₃；
（2））①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以平衡常數(shù)K=

c(CH3OCH3)×c3(H2O)

c2(CO2)c6(H2)

，
故答案為：K=

c(CH3OCH3)×c3(H2O)

c2(CO2)c6(H2)

，
②因?yàn)闇囟仍礁�，CO₂轉(zhuǎn)化率越小，則平衡逆移，所以該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即△H＜0，K只受溫度影響，若溫度不變，減小投料比，則K不變，
故答案為：＜；不變；
③若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為二甲醚失電子生成二氧化碳，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫(xiě)出電極反應(yīng)為：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺； 故答案為：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
（3）①脫硫可以減少二氧化硫的排放量，防止酸雨的發(fā)生；
故答案為：防止酸雨的發(fā)生；
 ②分析圖中電解裝置，可知左邊石墨是電解池的陽(yáng)極，右邊是陰極；陽(yáng)極放電的物質(zhì)二氧化硫，失去電子生成硫酸根離子，電極反應(yīng)式：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+2H⁺；陰極放電的物質(zhì)時(shí)銅離子，得到電子被還原成單質(zhì)銅，電極反應(yīng)式：Cu²⁺+2e^-=Cu；將上述兩電極的電極反應(yīng)式得：SO₂+2H₂O+Cu²⁺

通電  .

4H⁺+SO₄^2-+Cu，
故答案為：SO₂+2H₂O+Cu²⁺

通電  .

4H⁺+SO₄^2-+Cu．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)熱的求算，蓋斯定律，二氧化硫的污染和治理，電解原理，題目綜合性強(qiáng)，難度較小，根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)可以求解．