Question

【题目】空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数（AQI），SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物．
（1）一定温度下，向固定体积为2L的密闭容器中充入SO2和NO2各1mol，发生反应SO2（g）+NO2（g）SO3（g）+NO（g），测得上述反应5min末到达平衡，此时容器中NO与NO2的体积比为3：1，则这段时间内SO2的反应速率υ（SO2）= ， 此反应在该温度下的平衡常数K= ．
（2）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．今在一容积可变的密闭容器中，充有10mol CO和20mol H2用于合成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：

①上述合成甲醇的反应为反应（填“放热”或“吸热”）．
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 ． A、B两点对应的压强大小关系是PAPB（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为 ， 理论上通过外电路的电子最多为 mol．

Answer 1

【答案】
（1）0.075mol/（L?min）；9
（2）KA=KB＞KC；KA=KB＞KC；小于；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；30
【解析】解（1）设参加反应的SO2为nmol

	SO2（g）	+	NO2（g）	=	SO3（g）	+	NO（g）
反应前（mol）	1		1		0		0
反应了（mol）	n		n		n		n
5min末（mol）	1﹣n		1﹣n		n		n

= 可求得：n= =0.75
υ（SO2）= =0.075mol/（Lmin）
因其体积是2L，求出各自的浓度代入可求K
K= =9
所以答案是：0.075mol/（Lmin）；9；
（2.）①从图上可见，在P2时，随温度的升高CO的转化率越来越低，可见，升温时平衡向逆向移动，据勒夏特列原理，正反应放热．
所以答案是：放热；
②化学平衡常数只受温度的影响，该反应放热，温度越高平衡逆向移动，K值减小．增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，可知PA 小于PB ，
所以答案是：KA=KB＞KC；小于；
③燃料电池的正极，是氧气反应，在碱性条件下有水参与生成氢氧根．
O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
A点CO的平衡转化率50%，参加反应的CO为：10mol×50%=5mol
从CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）分析，生成CH3OH也为5mol，CH3OH燃烧生成二氧化碳和水，只有C的价态从﹣2变为+4，H、O价态没变，所以1molCH3OH燃烧转移6mol电子，故5molCH3OH反应转移电子为：5×6=30．
所以答案是：O2+2H2O+4e﹣=4 OH﹣；30．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．