Question

工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的含SO₂廢氣經(jīng)石灰吸收和氧化后制成硫酸鈣，硫酸鈣是一種用途非常廣泛的產(chǎn)品，可用于生產(chǎn)硫酸、水泥等，以下是工業(yè)利用硫酸鈣的部分流程：
（1）生產(chǎn)中常在裝置Ⅰ里加入SiO₂，其主要作用：①生產(chǎn)水泥；②還可

降低反應(yīng)所需溫度或降低能耗

．
（2）裝置Ⅱ中，為了提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，可采用的措施是：

D

．
A．加入V₂O₅作催化劑   B．采用過量SO₂   C．低溫   D．通入過量空氣
（3）裝置Ⅲ中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇（催化劑為Cu₂O/ZnO）．
已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1
2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+484kJ?mol^-1
CH₃OH（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ?mol^-1
試寫出CO與H₂在一定條件下反應(yīng)生成CH₃OH（g）的熱化學(xué)方程式

CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）；△H=-90.1kJ?mol^-1

；若將生成的CH₃OH與氫氧化鉀溶液、氧氣構(gòu)成燃料電池，則燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為：

CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

．
（4）已知25℃時(shí)，K_sp（CaSO₄）=7.10×10^-5．在0.100L 0.200mol?L^-1CaCl₂溶液中加入2.72g CaSO₄粉末充分?jǐn)嚢韬�，假設(shè)溶液的體積變化忽略不計(jì)，則溶液中SO₄^2-物質(zhì)的量濃度為：

3.55×10^-4

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)的反應(yīng)熱判斷；
（2）二氧化硫和氧氣的反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大氧氣的量或減少三氧化硫的量都能使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）根據(jù)蓋斯定律寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式，燃料電池放電時(shí)，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（4）c（SO₄^2-）=

Ksp

c(Ca2+)

．

解答：解：（1）二氧化硅和氧化鈣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以向裝置Ⅰ里加入SiO₂，還能降低反應(yīng)所需溫度或降低能耗，
故答案為：降低反應(yīng)所需溫度或降低能耗；
（2）二氧化硫和氧氣生成三氧化硫的反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大氧氣的量或減少三氧化硫的量都能使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但溫度過低，反應(yīng)速率降低，不利于工業(yè)生產(chǎn)，所以為提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，可采用的措施通入過量空氣，故選D；
（3）2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1

1

2

(-566kJ/mol)①
2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+484kJ?mol^-1②
CH₃OH（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H=-192.9kJ?mol^-1③
將方程式①×

1

2

-③得CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）；△H=

1

2

(-566kJ/mol)-（-192.9kJ?mol^-1）=-90.1 kJ?mol^-1，甲醇、氧氣燃料電池中，負(fù)極上甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）；△H=-90.1 kJ?mol^-1，CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）c（SO₄^2-）=

Ksp

c(Ca2+)

=

7.10×10-5

0.2

mol/L=3.55×10^-4 mol/L，故答案為：3.55×10^-4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及溶度積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算、蓋斯定律、化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素等知識(shí)點(diǎn)，外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響是考查熱點(diǎn)，要注意反應(yīng)前后氣體體積是否變化，為易錯(cuò)點(diǎn)．