Question

【題目】燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2，PM2.5(可入肺顆粒物)，冬季空氣污染嚴(yán)重也跟冬季燃煤密切相關(guān)。

SO2、CO、CO2也是對環(huán)境影響較大的氣體，對它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

（1）PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的可入肺的有害顆粒，下列有關(guān)說法中正確的是______（填字母）。

a.PM2.5在空氣中一定能形成氣溶膠

b.PM2.5比表面積大能吸附大量的有毒有害物質(zhì)

c.PM2.5 主要來源于直接排放的工業(yè)污染物和汽車尾氣等

d.酸雨、臭氧層破壞等環(huán)境問題與PM2.5無關(guān)

（2）有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2+3H2CH3OH+H2O

已知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJmol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-b kJmol-1

H2O(g)-H2O(l) △H=-c kJmol-1

CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-d kJmol-1

則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________________。

（3）工業(yè)上還可以通過下列反應(yīng)制備甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容積可變的密閉容器中充入10molCO和20molH2，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的變化如圖所示。

①下列說法不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______（填字母）。

a.H2的消耗速率是CH3OH的生成速率的2倍

b.H2的體積分?jǐn)?shù)不再改變

c.體系中H2的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率相等

d.體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

②比較A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)大小PA_____ PB （填“＞”、“＜”或“=”）。

③若達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)A時(shí)。容器的體積為20L。如果反應(yīng)開始時(shí)仍充入10molCO和20molH2，則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積V(B)=____________L。

（4）SO2在一定條件下可與氧氣構(gòu)成原電池。右圖是利用該電池在鐵表面鍍銅的裝置示意圖：

①該電池的負(fù)極反應(yīng)：__________________________________；質(zhì)于膜(只允許H通過)

②當(dāng)甲中消耗2.24 LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，乙中__________（填“a”或“b”）增重_________g。

Answer 1

【答案】 bcd CH3OH(1)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-(3/2b+2c-a-d)kJ·mol-1 ac < 4 SO2-2e-+2H2O=4H++SO42- a 12.8

【解析】試題分析：（1）PM2.5的直徑大于100nm；PM2.5比表面積大，具有吸附性；工業(yè)污染物和汽車尾氣等能形成PM2.5；SO2引起酸雨、氟氯烴引起臭氧層破壞；（2）CH3OH(l)燃燒熱是1mol甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的能量；根據(jù)蓋斯定律計(jì)算焓變；（3）①根據(jù)平衡標(biāo)志分析；②增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大；③A、B溫度相同，平衡常數(shù)相同；（4）①負(fù)極是SO2失電子生成SO42-；②乙是在鐵表面鍍銅的裝置，a與電源負(fù)極相連，a是陰極，a極反應(yīng)式是 ；b是陽極，陰極反應(yīng)式是；

解析：（1）PM2.5的直徑大于100nm，PM2.5在空氣中不一定能形成氣溶膠，故a錯(cuò)誤；PM2.5比表面積大，具有吸附性，可以吸附有毒有害物質(zhì)，故b正確；工業(yè)污染物和汽車尾氣等能形成PM2.5，故c正確；SO2引起酸雨、氟氯烴引起臭氧層破壞，酸雨、臭氧層破壞等環(huán)境問題與PM2.5無關(guān)，故d正確；

（2）①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJmol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-b kJmol-1

③H2O(g)-H2O(l) △H=-c kJmol-1

④CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-d kJmol-1

CH3OH(l)燃燒熱是1mol甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的能量；根據(jù)蓋斯定律②+ ③-①-④得CH3OH(1)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-(3/2b+2c-a-d)kJ·mol-1；（3）①a.H2的消耗速率是CH3OH的生成速率的2倍，都是正反應(yīng)速率，故a錯(cuò)誤； b.H2的體積分?jǐn)?shù)不再改變，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確； c.設(shè)CO的變化量為xmol，則氫氣的變化量為2xmol， H2的轉(zhuǎn)化率是 、CO的轉(zhuǎn)化率是，轉(zhuǎn)化率始終相等，故c錯(cuò)誤； d.根據(jù) ，n是變量，所以平均摩爾質(zhì)量是變量，體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確。選ac；②根據(jù)圖示，溫度相同，壓強(qiáng)為時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率大于，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，所以PA< PB；

③

，

設(shè)平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積V(B)=aL， ，a=4L；（4）①負(fù)極是SO2失電子生成SO42-，負(fù)極電極反應(yīng)式是SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-；②乙是在鐵表面鍍銅的裝置，a與電源負(fù)極相連，a是陰極，a極反應(yīng)式是 ；b是陽極，陰極反應(yīng)式是；所以乙中a極增重，當(dāng)甲中消耗2.24 LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.4mol，根據(jù)，a極生成銅0.2mol，質(zhì)量是12.8g。