Question

SO₂ 、NO、NO₂、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题。

（1）上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有__________（填化学式）。

（2）已知：2SO₂(g)+ O₂(g)=2SO₃(g)；△H=－196.6kJ/mol

O₂(g)+2NO(g)=2NO₂(g)；△H=－113.0kJ/mol

①反应：NO₂(g) +SO₂(g)= SO₃(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。

②一定条件下，将NO₂和SO₂以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应： NO₂(g) +SO₂(g) SO₃(g) +NO(g)，

下列不能说明反应达到平衡状态的是_____（填字母）。

a．体系压强保持不变

b．混合气体的颜色保持不变

c．NO的物质的量保持不变

d．每生成1molSO₃的同时消耗1molNO₂

（3）CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H₂，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图所示。

①上述合成甲醇的反应为______（填“放热”或“吸热”）反应。

②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为___________。

③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为_____L。

（4）某研究小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时，OH^-向______（填“a”或“b”）极移动。

②电池工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的离子方程式为__________________。

 

Answer 1

【答案】

(14分)

（1）SO₂ 、NO、NO₂ (2分)；

（2）①-41.8(2分) ②ad(1分)

（3）①放热(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】

试题分析：

（1）SO₂ 、NO、NO₂直接排入空气时会引起酸雨。

（2）①根据盖斯定律，给出两式相加在两边同时除以2可得目标方程式：NO₂(g) +SO₂(g)= SO₃(g) +NO(g)的△H=[－196.6kJ/mol+（－113.0kJ/mol）]/2=-41.8 kJ/mol。②方程式两边气体分子数相同，压强不能说明是否平衡，a错；必须取正逆反应速率比较，d错。

（3）①根据图像温度升高CO的平衡转化率下降，所以为放热反应。②平衡常数只与温度有关，放热反应温度升高，平衡常数越小，所以K_A=K_B>K_C。

③对于反应CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，第一次状态A建立平衡,转化率为0.5

始态     10mol  20mol 0

转化量   5mol         10mol       5mol

终态     5mol          10mol       5mol       气体总物质的量为20mol

第二次在B状态建立平衡时

CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，转化率为0.8

始态     10mol  20mol   0

转化量   8mol   16mol   8 mol

终态     2mol          4mol            8mol    气体总物质的量为14mol

根据相同温度、压强时气体体积比等于物质的量之比，可知答案为7L.

（4）①电池中阴离子移向负极（b极）；②2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2 CO2- 3 + 6H₂O。

考点：考查盖斯定律应用、化学平衡判断、平衡常数的应用、甲醇燃料电池知识。