题目内容
减少NO2、SO2、CO等有害气体对大气环境的危害，是人类的共同追求．（1）在原子经济学原则引导下，化学家用CO与H2在加热加压条件合成了液体燃料甲醇，其化学反应方程式为
CO+2H2
CH3OH
| ||
| 加压 |
CO+2H2
CH3OH
．
| ||
| 加压 |
（2）以甲醇做燃料的电池，如图所示，其负极是
b
b
（填a或b），负极的反应式为
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
，正极的反应式为_O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O
．该燃料电池在理想状态下，将有96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，则通常甲醇燃烧的热化学反应方程式为
CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol
| 3 |
| 2 |
CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol
．| 3 |
| 2 |
（3）已知：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H=+41.8kJ?mol-1 一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是
b
b
．a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变 d．每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2
当上述反应平衡时，测得NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=
| 8 |
| 3 |
| 8 |
| 3 |
当给已达平衡状态的上述反应升温时，平衡常数K′
变大
变大
．（变大、变小或不变）分析：（1）根据CO与H2在加热加压条件合成甲醇写出反应方程式；
（2）燃料电池中通入燃料的一极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，氧气在正极上生成水；96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，燃烧1mol液体甲醇放出热量为：
，然后写出其热化学方程式；
（3）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数，△H＞0，升高温度平衡正移，K变大．
（2）燃料电池中通入燃料的一极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，氧气在正极上生成水；96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，燃烧1mol液体甲醇放出热量为：
| 702.1kJ |
| 96.5% |
（3）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数，△H＞0，升高温度平衡正移，K变大．
解答：解：（1）根据CO与H2在加热加压条件合成甲醇写出方程为CO+2H2
CH3OH，故答案为：CO+2H2
CH3OH；
（2）燃料电池中通入燃料的一极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，氧气在正极上生成水，正极电极反应式为：O2+4e-+4H+═2H2O；
96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，燃烧1mol液体甲醇放出热量为
=727.6KJ，其热化学方程式为：CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol，
故答案为：b；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；O2+4e-+4H+═2H2O；CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol；
（3）a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，故d错误．
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即（a-x）：（2a-x）=1：6，故x=
a，故平衡常数K=
=
=
=
，
已知△H＞0，升高温度平衡正移，K变大，
故答案为：b；
；变大．
| ||
| 加压 |
| ||
| 加压 |
（2）燃料电池中通入燃料的一极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，氧气在正极上生成水，正极电极反应式为：O2+4e-+4H+═2H2O；
96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，燃烧1mol液体甲醇放出热量为
| 702.1kJ |
| 96.5% |
| 3 |
| 2 |
故答案为：b；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；O2+4e-+4H+═2H2O；CH3OH（l）+
| 3 |
| 2 |
（3）a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，故d错误．
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）
起始物质的体积 a 2a 0 0
转化物质的体积 x x x x
平衡物质的体积 a-x 2a-x x x
平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即（a-x）：（2a-x）=1：6，故x=
| 4 |
| 5 |
| C(SO3)C(NO) |
| c(NO2)C(SO2) |
| x 2 |
| (a-x)(2a-x) |
| 16 |
| 25 |
| 8 |
| 3 |
已知△H＞0，升高温度平衡正移，K变大，
故答案为：b；
| 8 |
| 3 |
点评：本题考查了化学平衡常数的计算，热化学方程式的书写，原电池原理，明确燃料电池中正负极上得失电子，题目综合性较强．
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
