Question

SO₂、NO、NO₂、CO都是污染大氣的有害氣體，對(duì)其進(jìn)行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。
（1）上述四種氣體中直接排入空氣時(shí)會(huì)引起酸雨的有__________（填化學(xué)式）。
（2）已知：2SO₂(g)+ O₂(g)=2SO₃(g)；△H=－196.6kJ/mol
O₂(g)+2NO(g)=2NO₂(g)；△H=－113.0kJ/mol
①反應(yīng)：NO₂(g) +SO₂(g)= SO₃(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。
②一定條件下，將NO₂和SO₂以體積比1：1置于恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)： NO₂(g) +SO₂(g)SO₃(g) +NO(g)，
下列不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____（填字母）。
a．體系壓強(qiáng)保持不變
b．混合氣體的顏色保持不變
c．NO的物質(zhì)的量保持不變
d．每生成1molSO₃的同時(shí)消耗1molNO₂
（3）CO可用于合成甲醇，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20mol H₂，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖所示。

①上述合成甲醇的反應(yīng)為______（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。
②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)K_A、K_B、K_C的大小關(guān)系為___________。
③若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，容器的體積為10L，則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為_____L。
（4）某研究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時(shí)，OH^-向______（填“a”或“b”）極移動(dòng)。
②電池工作一段時(shí)間后，測(cè)得溶液的pH減小，則該電池總反應(yīng)的離子方程式為__________________。

Answer 1

(14分)
（1）SO₂、NO、NO₂ (2分)；
（2）①-41.8(2分) ②ad(1分)
（3）①放熱(1分) ②K_A=K_B>K_C（2分）③2（2分）
（4）①b(1分) ②2CH₃OH+3 O₂+4OH^-="2" CO2- 3 + 6H₂O(2分)

解析試題分析：
（1）SO₂、NO、NO₂直接排入空氣時(shí)會(huì)引起酸雨。
（2）①根據(jù)蓋斯定律，給出兩式相加在兩邊同時(shí)除以2可得目標(biāo)方程式：NO₂(g) +SO₂(g)= SO₃(g) +NO(g)的△H=[－196.6kJ/mol+（－113.0kJ/mol）]/2=-41.8 kJ/mol。②方程式兩邊氣體分子數(shù)相同，壓強(qiáng)不能說明是否平衡，a錯(cuò)；必須取正逆反應(yīng)速率比較，d錯(cuò)。
（3）①根據(jù)圖像溫度升高CO的平衡轉(zhuǎn)化率下降，所以為放熱反應(yīng)。②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，放熱反應(yīng)溫度升高，平衡常數(shù)越小，所以K_A=K_B>K_C。
③對(duì)于反應(yīng)CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，第一次狀態(tài)A建立平衡,轉(zhuǎn)化率為0.5
始態(tài)    10mol  20mol   0
轉(zhuǎn)化量   5mol   10mol   5mol
終態(tài)     5mol   10mol   5mol      氣體總物質(zhì)的量為20mol
第二次在B狀態(tài)建立平衡時(shí)
CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，轉(zhuǎn)化率為0.8
始態(tài)    10mol  20mol   0
轉(zhuǎn)化量   8mol   16mol    8 mol
終態(tài)     2mol   4mol     8mol   氣體總物質(zhì)的量為14mol
根據(jù)相同溫度、壓強(qiáng)時(shí)氣體體積比等于物質(zhì)的量之比，可知答案為7L.
（4）①電池中陰離子移向負(fù)極（b極）；②2CH₃OH+3O₂+4OH^-="2" CO2- 3 + 6H₂O。
考點(diǎn)：考查蓋斯定律應(yīng)用、化學(xué)平衡判斷、平衡常數(shù)的應(yīng)用、甲醇燃料電池知識(shí)。