题目内容
（Ⅰ）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．请回答下列问题：（1）图中C表示
（2）E的大小对该反应的焓变有无影响？
（3）某温度下，向1L密闭容器中开始充入2molSO2和1molO2，在V2O5催化剂存在时反应达到平衡，压强减小为开始时的
| 7 |
| 10 |
（Ⅱ）化学试剂的生产和电镀工业排放的废水中常含有20～100mg．L-1Cr（+6价），饮用含Cr（+6价）的水会损害人的肠胃等．工业上常用化学法和电解法处理含Cr（+6价）废水，使Cr（+6价）转变为Cr（+3价），再将Cr（+3价）转化成沉淀除去，某研究性学习小组为研究废水的净化，设计了如下实验流程：
（1）配平第①步反应的离子方程式：
（2）第②步中用PH试纸测定溶液pH的具体操作是：
（3）设计一个电解装置也可以实现上述目的，装置如下图（用铁棒和石墨作电极），电解液是含Cr2O72-的酸性溶液．铁棒电极放电生成Fe2+进入溶液，Fe2+将Cr2O72-还原成Cr3+．（阴极区得电子的主要不是Cr2O72-离子）
电极材料：c为：
电极反应：d极：
考点：反应热和焓变,氧化还原反应方程式的配平,原电池和电解池的工作原理
专题：基本概念与基本理论
分析：（Ⅰ）（1）根据图形分析结合能量高低进行判断；
（2）催化剂只改变反应的活化能不改变平衡，反应的焓变只与起始和终了物质的能量有关；催化剂降低反应所需的活化能；
（3）列三段式，根据压强变化关系，求出平衡时各物质的浓度，再求出平衡常数；
（II）（1）反应中Cr2O72-→Cr3+，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe2+→Fe3+，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr2O72-的系数为1，Fe2+的系数为6，再结合原子守恒、电荷守恒确定缺项物质，配平其它物质系数；
（2）测定溶液PH的操作时注意试纸不能湿润，变色后与标准比色卡比较；
（3）由电流的流向可知，c为阳极、d为阴极，需要提供Fe2+离子，故Fe应做阳极；阴极氢离子放电生成氢气．
（2）催化剂只改变反应的活化能不改变平衡，反应的焓变只与起始和终了物质的能量有关；催化剂降低反应所需的活化能；
（3）列三段式，根据压强变化关系，求出平衡时各物质的浓度，再求出平衡常数；
（II）（1）反应中Cr2O72-→Cr3+，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe2+→Fe3+，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr2O72-的系数为1，Fe2+的系数为6，再结合原子守恒、电荷守恒确定缺项物质，配平其它物质系数；
（2）测定溶液PH的操作时注意试纸不能湿润，变色后与标准比色卡比较；
（3）由电流的流向可知，c为阳极、d为阴极，需要提供Fe2+离子，故Fe应做阳极；阴极氢离子放电生成氢气．
解答：
解：（Ⅰ）（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，故答案为：生成物总能量；
（2）E为活化能，反应热可表示为A、C活化能的大小之差，活化能的大小与反应热无关；催化剂能够降低反应的活化能，
故答案为：无；降低；
（3）设平衡时反应的氧气为xmol，则有
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
反应前（mol） 2 1 0
转化了（mol） 2x x 2x
平衡时（mol）2-2x 1-x 2x
=
，
=
，解得：x=0.9mol，
K=
=
=810mol-1?L；
（II）（1）反应中Cr2O72-→Cr3+，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe2+→Fe3+，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr2O72-的系数为1，Fe2+的系数为6，根据原子守恒Cr3+的系数为2，Fe3+的系数为6，由电荷守恒可知H+的系数为14，由H、O原子是之比为2：1，故缺项物质为H2O，其系数为7，配平后方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：1；6；14；2；6；7H2O；
（2）PH试纸测定溶液PH的操作为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，确定PH值；
故答案为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，确定PH值；
（3）由电流的流向可知，c为阳极、d为阴极，需要提供Fe2+离子，故Fe应做阳极，及c电极材料为铁棒；阴极氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，
故答案为：铁棒；2H++2e-=H2↑．
（2）E为活化能，反应热可表示为A、C活化能的大小之差，活化能的大小与反应热无关；催化剂能够降低反应的活化能，
故答案为：无；降低；
（3）设平衡时反应的氧气为xmol，则有
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
反应前（mol） 2 1 0
转化了（mol） 2x x 2x
平衡时（mol）2-2x 1-x 2x
| P平衡 |
| P开始 |
| n平衡 |
| n开始 |
| ||
| P开始 |
| 3-x |
| 3 |
K=
| [SO3]2 |
| [SO2]2?[O2] |
[
| ||||
[
|
（II）（1）反应中Cr2O72-→Cr3+，Cr元素化合价由+6价降低为+3价，共降低6价．Fe2+→Fe3+，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故Cr2O72-的系数为1，Fe2+的系数为6，根据原子守恒Cr3+的系数为2，Fe3+的系数为6，由电荷守恒可知H+的系数为14，由H、O原子是之比为2：1，故缺项物质为H2O，其系数为7，配平后方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：1；6；14；2；6；7H2O；
（2）PH试纸测定溶液PH的操作为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，确定PH值；
故答案为：将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，确定PH值；
（3）由电流的流向可知，c为阳极、d为阴极，需要提供Fe2+离子，故Fe应做阳极，及c电极材料为铁棒；阴极氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，
故答案为：铁棒；2H++2e-=H2↑．
点评：本题考查了化学反应中能量的变化、化学平衡常数的计算、氧化还原反应配平、电解原理的应用等，涉及的知识点较多，属于反应原理的应用的考查，题目难度中等．
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| C、N2→NO→NO2→HNO3 |
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．
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