实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策.是应对全球气候问题.建设资源节约型.环境友好型社会的必然选择．化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求．试运用所学知识.解决下列问题:(1)已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-12NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1则� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择．化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求．试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

．
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，平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，则平衡常数K=

．
（2）已知在400℃时，N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0的K=0.5，则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V（N₂）_正

V（N₂）_逆（填：＞、＜、=、不能确定）欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，可采取的正确措施是

（填序号）
A．缩小体积增大压强 B．升高温度 C．加催化剂 D．使氨气液化分离出体系
E．恒温恒容条件下，再投入N₂、H₂、NH₃的物质的量2mol、1mol、2mol
（3）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图如图1．

回答下列问题：
①B极为电池

极，电极反应式为

．
②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲醇的物质的量为

（保留两位有效数字）
（4）含SO₂的废气可用碱液进行吸收，SO₂与NaOH反应后的溶液中H₂SO₃、HSO₃^-和SO₃^2-的物质的量分数Φ与溶液pH的关系如图2所示．
下列说法正确的是

（填字母序号）．
a．pH=8时，溶液中c（HSO₃^-）＜c（SO₃^2-）
b．pH=2时，溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）=c（H₂SO₃）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-）
c．溶液中 c（SO₃^2-）=c（HSO₃^-）时，则c（H⁺）＞c（OH^-）
d．为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4～5左右．

考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式,常见化学电源的种类及其工作原理

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）利用盖斯定律来计算反应热，利用化学平衡的特征“等”、“定”来判定化学平衡，利用三段法计算平衡时的浓度来计算化学平衡常数；
（2）计算浓度商和平衡常数减小比较判断反应进行的方向，若Q=K，反应达到平衡，Q＜K，反应正向进行，Q＞K反应逆向进行；使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，需要改变条件满足化学反应速率增大，且平衡正向进行；
（3）B极加入甲醇，发生氧化反应，为电池的负极；总反应式为2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正极反应式为：O₂+2e^-=2O^2-，两式相减可得负极电极反应式；
开始阶段发生反应：2Cu²⁺+2H₂O

通电

2Cu+O₂↑+4H⁺，铜离子完全放电后，发生反应2H₂O

通电

2H₂↑+O₂↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒列方程计算，再根据电子转移守恒计算消耗的甲醇的量．
（4）根据图2可知，
a．pH=8时，溶液中c（HSO₃^-）＜c（SO₃^2-），故a正确；
b．pH=2时，c（HSO₃^-）=c（H₂SO₃），再结合电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），可得溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）=c（H₂SO₃）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-）；
c．溶液中 c（SO₃^2-）=c（HSO₃^-）时，PH＞7，则c（H⁺）＜c（OH^-）；
d．pH控制在4～5左右，硫元素几乎全部以NaHSO₃形式存在．

解答： 解：（1）根据盖斯定律，将第二个方程式颠倒过来，与第一个方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，故NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；
                    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
则（a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

a，
故平衡常数为=

(a-x)(2a-x)

．
故答案为：-41.8；2.67或

；
（2）一段时间后，当N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol/L、1mol/L、2mol/L时，Qc=

4×4

4×23

=0.5，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等，故答案为：=；
欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，
A．反应是气体体积减小的反应，缩小体积增大压强，反应速率增大，平衡逆向进行，故A正确；
B．反应是放热反应，升高温度，速率增大，平衡逆向进行，故B错误；
C．加催化剂改变反应速率，不改变平衡，故C错误；
D．使氨气液化移走，平衡正向进行，反应速率减小，故D错误；
E．恒温恒容条件下，再投入N₂、H₂、NH₃的物质的量2mol、1mol、2mol，相当于加压，使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，故答案为：AE；
（3）B极加入甲醇，发生氧化反应，为电池的负极；总反应式为2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正极反应式为：O₂+2e^-=2O^2-，两式相减，负极反应为：CH₃OH+3O^2--6e^-=CO₂+2H₂O，
故答案为：CH₃OH+3O^2--6e^-=CO₂+2H₂O；
（2）硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，开始阶段发生反应：2Cu²⁺+2H₂O

通电

2Cu+O₂↑+4H⁺，铜离子完全放电后，发生反应2H₂O

通电

2H₂↑+O₂↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒，则：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，
根据电子转移守恒，可知消耗的甲醇物质的量=

0.1×4

=0.067mol，故答案为：0.067mol；（15分）
（4）根据图2可知，
a．pH=8时，溶液中c（HSO₃^-）＜c（SO₃^2-），故a正确；
b．pH=2时，c（HSO₃^-）=c（H₂SO₃），再结合电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），可得溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）=c（H₂SO₃）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），故b正确；
c．溶液中 c（SO₃^2-）=c（HSO₃^-）时，PH＞7，则c（H⁺）＜c（OH^-），故c错误；
d．为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4～5左右，故d正确；故选abd．

点评：本题考查了化学平衡的影响因素、平衡常数的计算、盖斯定律的应用、电化学、溶液中离子浓度大小等问题，综合性较强，难度中等．

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．
（2）某同学猜想溶液A的成分含有NH₄Cl和ZnCl₂，请设计一个实验方案验证其猜想正确．限选试剂：紫色石蕊试液、红色石蕊试纸、2mol?L^-1HCl、2mol?L^-1HNO₃、2mol?L^-1NH₃?H₂O、6mol?L^-1NaOH、0.1mol?L^-1AgNO₃

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步骤2：往b试管，		说明溶液A含有NH₄⁺
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