Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．

（1）利用反应6NO₂+8NH₃

催化剂

△

7N₂+12H₂O可以处理NO₂．当转移1.2mol电子时，生成的N₂在标准状况下是

 

L．
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示．该反应△H

 

0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理是

 

．
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图2所示的装置．已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O．请回答：通入CH₃OH的电极的电极反应式是

 

，B电极的电极反应式为

 

．
（4）如图3所示，温度不变时某容器分隔Ⅰ、Ⅱ两部分，Ⅰ容积固定不变，Ⅱ有可移动的活塞，现在Ⅰ中充入2molSO₂和1molO₂，在Ⅱ中充入2molSO₃（g）和1molN₂，在相同条件下发生可逆反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．
根据下列要求填写空白：
①若固定活塞位置在右侧的3处不动，达到平衡时，
设Ⅰ中压强为P_Ⅰ，Ⅱ中压强为P_Ⅱ，则P_Ⅰ与P_Ⅱ的关系是P_Ⅰ

 

P_Ⅱ（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②若要使Ⅱ中与Ⅰ中平衡状态相同，可移动活塞的位置应在

 

处．（选“2”、“3”或“4”）
③若活塞右移到4处，达到平衡后，Ⅰ中SO₃（g）为x mol，Ⅱ中SO₃（g）为y mol，则x和y的关系是y

 

x（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）根据化合价的变化结合方程式计算；
（2）利用化学平衡的影响因素和工业生产的关系来分析；
（3）燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应，正极上是氧气发生得电子的还原反应，和电源的正极相连的是阳极，该极上发生氧化反应，和电源负极（4）根据左右两个容器体积相同，反应物的分压相等属于等效平衡，从等效平衡的角度分析．

解答： 解：（1）反应6NO₂+8NH₃

催化剂 .

△

7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO₂参加反应，生成7mol氮气转移24mol电子，所以当转移1.2mol电子时，生成氮气体积为

1.2×7

24

×22.4=7.84L，
故答案为：7.84；
（2）由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件．因为在250℃、压强为1.3×10⁴kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强，
故答案为：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的转化率已较高，若再增大压强，CO的转化率提高不大，且生产成本增加，得不偿失；
（3）通入O₂的电极名称是正即极，所以B是阳极，阳极上OH^-失电子生成氧气，其电极反应为4OH^--4e^-=O₂+2H₂O；燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应，即CH₃OH+8OH^-+6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：4OH^--4e^-=O₂+2H₂O；CH₃OH+8OH^-+6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）①I中充入2 mol SO₂和1 mol O₂与II中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂与反应无关，故只占分压．活塞在3处时相同条件下达平衡时是等效的，但II中有1 mol N₂，故压强比I大，所以P_Ⅰ小于P_Ⅱ，故答案为：小于；
②I中充入2 mol SO₂和1 mol O₂与II中充入2 mol SO₃和1 mol N₂，由于N₂与反应无关，故只占分压，所以活塞在3处时，相同条件下达平衡时是两个平衡是等效的，故答案为：3；
③若活塞右移到4处，则II中压强减小，平衡向逆方向移动，故n（SO₃）减小，所以y 小于x；故答案为：小于．

点评：本题是一道关于化学平衡和电化学知识的综合题目，要求学生具有较强的知识迁移和应用能力，难度较大．