燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2，PM2.5（可入肺颗粒物）污染也跟冬季燃煤密切相关．SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径．（1）

Question

燃煤能排放大量的CO、CO₂、SO₂，PM2.5（可入肺颗粒物）污染也跟冬季燃煤密切相关．SO₂、CO、CO₂也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径．

（1）如图所示，利用电化学原理将SO₂ 转化为重要化工原料C，若A为SO₂，B为O₂，则负极的电极反应式为：___；
（2）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂+3H₂⇌CH₃OH+H₂O
已知：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-b kJ•mol^-1；
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ•mol^-1；
CH₃OH（g）=CH₃OH（l）△H=-d kJ•mol^-1，
则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为：___；
（3）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K=___，该反应的△H___0（填“>”或“<”）．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则 (b)/(a)的值___（填具体值或取值范围）．
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_逆___V_正（填“<”，“>”，“=”）．
④判断该反应达到平衡的依据是___．
A．CO₂减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等
B．容器内气体压强保持不变
C．CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度都相等
D．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化．

Answer 1

（1）SO₂在负极失去电子转化为SO₄^2-，故其电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（2）应用盖斯定律解题，△H=-△H₁-△H₂+(3)/(2)△H₃+2△H₄=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1，所以CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1，故答案为：CH₃OH（l）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（(3)/(2)c+2d-a-b）kJ•mol^-1；
（3）①实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
            CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），
开始（mol）：2       1        0       0
变化（mol）：0.4     0.4    0.4      0.4
平衡（mol）：1.6     0.6    0.4     0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=(0.4×0.4)/(1.6×0.6)=0.17，
故答案为：0.17；<；
②在反应中当反应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，各反应物的转化率相等，某一种反应物越多，其转化率越低，而另一种反应物的转化率则越高，所以要使CO的转化率大于水蒸气，则(b)/(a)>1，故答案为：(b)/(a)>1；
③900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol时，浓度商Qc=1>0.17=K，所以此时平衡要逆向移动，故V_正<V_逆，故答案为：>；
④A．CO₂减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等，证明正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确；
B．反应前后气体系数和相等，容器内气体压强始终保持不变，所以压强不变的状态不一定平衡，故错误；
C．CO、H₂O、CO₂、H₂的浓度相等，可能平衡也可能不平衡，故错误；
D．容器中气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，质量和物质的量都不变化，所以容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间而变化，此时的状态不一定是平衡状态，故错误．
故选A．