Question

【題目】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) ΔH= -196.6kJ·mol-1

2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH= -113.0kJ·mol-1

則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的ΔH= 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(shí)生成1mol NO

測(cè)得上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)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（2）所示。該反應(yīng)ΔH 0(填“>”或“＜”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是： 。

（4）依據(jù)燃燒的反應(yīng)原理，合成的甲醇可以設(shè)計(jì)如圖（3）所示的原電池裝置。

①該電池工作時(shí)，OH-向 極移動(dòng)(填“正”或“負(fù)”)。

②該電池正極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

【答案】

（1）-41.8

（2）BD 1.8

（3）＜；在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失

（4）負(fù)； O2+2H2O+4e-=OH-

【解析】

試題分析：（1）已知：①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJmol-1，②2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-113.0kJmol-1，利用蓋斯定律將①×-②×得NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=×(-196.6kJmol-1)-×(-113.0kJmol-1)=-41.8kJmol-1，故答案為：-41.8；

（2）A．無論是否達(dá)到平衡，體系壓強(qiáng)都保持不變，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C．SO3和NO的計(jì)量數(shù)之比為1：1，無論是否達(dá)到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則每消耗1mol SO3的同時(shí)消耗1molNO，現(xiàn)在同時(shí)生成1mol NO，表示正逆反應(yīng)速率相等，能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤，故答案為：BD；

（3）由圖可知，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；壓強(qiáng)大，有利于加快反應(yīng)速率，有利于使平衡正向移動(dòng)，但壓強(qiáng)過大，需要的動(dòng)力大，對(duì)設(shè)備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因?yàn)樵?/span>250℃、壓強(qiáng)為1.3×104 kPa時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率已較大，再增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率變化不大，沒有必要再增大壓強(qiáng)．故答案為：＜，在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失；

（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)；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-=CO32-+6H2O；陰離子移向負(fù)極；正極電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-；故答案為：負(fù)；O2+2H2O+4e-=4OH-。