Question

【题目】磷及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题：

（1）少量CO的存在会引起生产中催化剂中毒，常用SO2氧化CO，本身被还原为S。

已知：① Cc(s)+ 1/2O2 (g)=CO (g) △H1=-l26.4kJ·mol-1

②③C(s)+O2 (g) =CO2 (g) △H2=-393.5kJ·mol-1

@S(s)+O2 (g)=SO2 (g) △H3=-296.8kJ·mol-1

则SO2氧化CO的热化学反应方程式__________________。

(2) CO可用于合成甲醇，反应方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

① CO转化率与温度、压强的关系如图所示，该反应△H_______0 (填“>”或“<”)

图2中曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，则它们的大小关系为___________。测得B(x，60)点氢气的转化率为40%，则x=___________。

②一定条件下，将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，CO与H2体积之比为2:1，则平衡常数K=___________。

(3)处理高浓度乙醛废水的原理：2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。使用惰性电极电解，以一定浓度的CH3CHO –Na2SO4溶液为电解貭溶液模拟工业处理，其装置如图3所示：

①电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体，阳极电极反应分别：4OH- -4e-=O2↑+2H2O；__________________。

②在实际处现过程中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入lm3乙醛的含量为300mg L-1的废水,可得到乙醇_______ kg(结果保留2位小数)。

Answer 1

【答案】 SO2(g) +2CO (g) =S(s)+2CO2 (g) △H=-237.4kJ ·mol-1 < K1>K2>K3 3 4.5L2·mol2 (不带单位不扣分） CH3CHO+H2O-2e-=CH3COOH+2H+ 0.19

【解析】（1）根据盖斯定律得，目标方程式=②×2-①×2-③，ΔH=(－393.5kJ/mol)×2-(-126.4kJ/mol)×2-(－296.8kJ/mol)=-237.4kJ/mol，所以所求热化学方程式为SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-237.4kJ/mol；（2）①由图1可知，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，正向是放热反应，ΔH<0；n(H2)/n(CO)一定时，CO的转化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，转化率高的平衡常数大，所以K1、K2、K3的大小关系为K1>K2>K3测得B(X，60)点氢气的转化率为40%，CO的转化率是60%，设B点时CO、H2的物质的量分别是m、n，可得60%m=，所以=3，即x=3；

②设平衡时CO的浓度是x，则氢气的浓度是2x-1，生成甲醇的浓度是1-x，根据题意得： =2：1，x=mol/L，所以K==4.5 L2·mol-2；（3）①阳极发生氧化反应，乙醛被氧化为乙酸，氢氧根离子被氧化为氧气，则阴极发生还原反应，乙醛被还原为乙醇，同时氢离子被还原为氢气，所以阳极电极反应式除生成氧气外，还有CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+；②阴极反应是CH3CHO+2e－+2H+=CH3CH2OH，所以注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水，阴极区乙醛的去除率可达60%，生成乙醇的质量是1000L×300mg/L×60%×10-3g/mg÷44g/mol×46g/mol=188.2g=0.19kg。