Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（2）一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比2：1置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
A．體系壓強(qiáng)保持不變                  
B．混合氣體顏色保持不變
C．SO₃和NO的體積比保持不變         
D．每消耗1molSO₃的同時生成1mol NO
若測得上述反應(yīng)達(dá)平衡時NO₂與SO₂的體積比為5：1，則平衡常數(shù)K=

 

．
（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖甲所示．該反應(yīng)△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
（4）依據(jù)燃燒的反應(yīng)原理，合成的甲醇可以設(shè)計如圖乙所示的原電池裝置．
①該電池工作時，OH^-向

 

極移動（填“正”或“負(fù)”）．
②該電池正極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計算

專題：

分析：（1）利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱；
（2）利用化學(xué)平衡的特征“等”、“定”來判定化學(xué)平衡，利用三段法計算平衡時的濃度來計算化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）從橫坐標(biāo)上一點(diǎn)，畫一條平行于縱坐標(biāo)的虛線，看相同壓強(qiáng)下不同溫度時CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越低轉(zhuǎn)化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動；
（4）原電池中負(fù)極是電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上 得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，燃料電池一般燃料在負(fù)極反應(yīng)，氧氣再正極反應(yīng)，溶液中的陰離子移向負(fù)極．

解答： 解：（1）已知：①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，利用蓋斯定律將①×

1

2

-②×

1

2

得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：-41.8；
（2）A．本反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故體系的壓強(qiáng)保持不變，故A不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故B可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡，故B正確；
C．SO₃和NO都是生成物，比例保持1：1，故C不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，故C錯誤；
D．D中每消耗1molSO₃所述的是逆反應(yīng)速率，同時生成1mol NO所述的是正反應(yīng)速率，兩者相等，能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，故D正確；
             NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積 2a      a         0         0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積  x      x        x         x
平衡物質(zhì)的體積2a-x    a-x      x           x
則（2a-x）：（a-x）=5：1，故x=0.75a，故平衡常數(shù)為=

x2

(2a-x)×(a-x)

=1.8，
故答案為：BD；1.8；
（3）從橫坐標(biāo)上一點(diǎn)0.5處，畫一條平行于縱坐標(biāo)的虛線，看相同壓強(qiáng)下不同溫度時CO的平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越高轉(zhuǎn)化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動，說明正反應(yīng)放熱，即△H＜0，
故答案為：＜；
（4）①依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，結(jié)合如圖所示的原電池裝置，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向負(fù)極；
故答案為：負(fù)；
②一般燃料在負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)，氧氣再正極發(fā)生還原反應(yīng)；負(fù)極電極反應(yīng)為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，正極電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評：本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡的平衡狀態(tài)的分析判斷、平衡常數(shù)的求解、影響化學(xué)平衡的因素分析、原電池的原理應(yīng)用，題目難度中等．注意平衡常數(shù)的計算方法．