题目内容
Ⅰ．2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g），在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图所示．
据此判断：
（1）该反应的△H 0（选填“＞”、“＜”）．
（2）若在一定温度下，将1.0mol NO、0.5mol CO充入0.5L固定容积的容器中，达到平衡时NO、CO、CO2、N2物质的量分别为：0.8mol、0.3mol、0.2mol、0.1mol，该反应的化学平衡常数为K= ；若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.3mol，平衡将 移动（选填“向左”、“向右”或“不”）．
Ⅱ．以甲烷为燃料的新型电池，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，下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．
回答下列问题：
（1）B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，理论上消耗的甲烷的体积为（标况下） ．
Ⅲ．FeS饱和溶液中存在：FeS（s）?Fe2+（aq）+S2-（aq），Ksp=c（Fe2+）?c（S2-），常温下Ksp=1.0×10-16．又知FeS饱和溶液中c（H+）与c（S2-）之间存在以下限量关系：[c（H+）]2?c（S2-）=1.0×10-22，为了使溶液中c（Fe2+）达到1mol/L，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的pH为 ．
| 催化剂 |
据此判断：
（1）该反应的△H
（2）若在一定温度下，将1.0mol NO、0.5mol CO充入0.5L固定容积的容器中，达到平衡时NO、CO、CO2、N2物质的量分别为：0.8mol、0.3mol、0.2mol、0.1mol，该反应的化学平衡常数为K=
Ⅱ．以甲烷为燃料的新型电池，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，下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．
回答下列问题：
（1）B极为电池极
（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，理论上消耗的甲烷的体积为（标况下）
Ⅲ．FeS饱和溶液中存在：FeS（s）?Fe2+（aq）+S2-（aq），Ksp=c（Fe2+）?c（S2-），常温下Ksp=1.0×10-16．又知FeS饱和溶液中c（H+）与c（S2-）之间存在以下限量关系：[c（H+）]2?c（S2-）=1.0×10-22，为了使溶液中c（Fe2+）达到1mol/L，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的pH为
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,反应热和焓变,化学电源新型电池,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：基本概念与基本理论
分析：Ⅰ．（1）根据到达平衡的时间判断温度高低，根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响，进而判断△H；
（2）根据三行式来求平衡时各组分的浓度，然后代入表达式求解；求此时的浓度商与平衡常数的大小关系，来判断；
Ⅱ．（1）B为负极，总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O，正极反应式为：2O2+8e-=4O2-，两式相减可得负极电极反应式；
（2）开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O
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烷；
Ⅲ．根据硫化亚铁的溶度积常数和亚铁离子浓度计算硫离子浓度，再根据氢硫酸的电离平衡常数计算氢离子浓度，最后利用pH计算公式计算溶液的pH．
（2）根据三行式来求平衡时各组分的浓度，然后代入表达式求解；求此时的浓度商与平衡常数的大小关系，来判断；
Ⅱ．（1）B为负极，总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O，正极反应式为：2O2+8e-=4O2-，两式相减可得负极电极反应式；
（2）开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O
| ||
| ||
Ⅲ．根据硫化亚铁的溶度积常数和亚铁离子浓度计算硫离子浓度，再根据氢硫酸的电离平衡常数计算氢离子浓度，最后利用pH计算公式计算溶液的pH．
解答：
解：Ⅰ．（1）①由图可知，温度T1先到达平衡，故温度T1＞T2，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
（2）2NO+2CO?2CO2 +N2
平衡的浓度：1.6 0.6 0.4 0.2
所以K=
=5/144 或0.0347，
再向容器中充入CO、N2各0.3mol，Q=
=0.0347=K，所以平衡不移动，故答案为：0.0347；不；
II．（1）总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O，正极反应式为：2O2+8e-=4O2-，两式相减，负极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，
故答案为：负极；CH4-8e-+4O2-=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
2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O
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，可知消耗的甲烷物质的量=
=0.05mol，故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：1.12L；
III．（3）溶液中c（S2-）=
=
=1.0×10-16mol/L，c2（H+）?c（S2-）=1.0×10-22，则c（H+）=
=10-3mol/L，pH=-lg10-3=3，
故答案为：3．
故答案为：＜；
（2）2NO+2CO?2CO2 +N2
平衡的浓度：1.6 0.6 0.4 0.2
所以K=
| 0．42×0.2 |
| 1．62×0．62 |
再向容器中充入CO、N2各0.3mol，Q=
| 0．42×0.8 |
| 1．62×1．22 |
II．（1）总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O，正极反应式为：2O2+8e-=4O2-，两式相减，负极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，
故答案为：负极；CH4-8e-+4O2-=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
| ||
| ||
根据电子转移守恒，可知消耗的甲烷物质的量=
| 0.1mol×4 |
| 8 |
故答案为：1.12L；
III．（3）溶液中c（S2-）=
| Ksp |
| c(Fe2+) |
| 1.0×10-16 |
| 1 |
|
故答案为：3．
点评：本题综合Ⅰ中考查了化学平衡移动和平衡常数的相关计算、Ⅱ中注意利用电子转移守恒计算，题目整体计算量很大，思维量大，对学生的心理素质有很高的要求，难度很大，Ⅲ根据溶度积常数及弱酸的电离平衡常数计算溶液的pH，题目难度中等．．
练习册系列答案
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