Question

（2013?泰安三模）SO₂、NO、NO₂、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题．
（1）上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有

NO、NO₂、SO₂

（填化学式）．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1；
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1．
①反应：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

-41.8

kJ?mol^-1．
②一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），下列不能说明反应达到平衡状态的是

ad

（填字母）．
a．体系压强保持不变
b．混合气体的颜色保持不变
c．NO的物质的量保持不变
d．每生成1molSO₃的同时消耗1molNO₂
（3）CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在一容积可变的密闭容器中充有10molCO与20molH₂，在催化剂作用下发生反应生成甲醇．CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图1所示．
①上述合成甲醇的反应为

放热

（填“放热”或“吸热”）反应．
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为

K_A=K_B＞K_C

．
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为

2

L．
（4）某研究小组设计了如图2所示的甲醇燃料电池装置．
①该电池工作时，OH^-向

b

（填“a”或“b”）极移动．
②电池工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的离子方程式为

2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；

．

Answer 1

分析：（1）能引起酸雨的气体是氮氧化物和二氧化硫；
（2）①根据盖斯定律解答；
②a．随反应：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的进行，气体的总的物质的量不变，压强不变；
b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变；
c．随反应进行，NO的物质的量保持不变；
d．每生成1molSO₃的同时消耗1molNO₂都表示正反应速率．
（3）根据温度和CO的转化率确定反应热；
②温度不变，化学平衡常数不变，温度升高平衡向吸热的方向移动，平衡常数变化；
③根据CO的转化率求出平衡常数，再根据A、B两点的平衡常数相同求出容器的体积；
（4）①燃料电池中，负极上投放燃料，正极上投放氧化剂，a电极上投放氧气，氧气得电子和氢离子反应生成水，原电池放电时，OH^-向负极b极移动；
②碱性甲醇燃料电池中，负极发生氧化反应，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，该电池工作时，溶液中的OH^-向负极移动，以此书写总反应式．

解答：解：（1）能引起酸雨的气体是氮氧化物和二氧化硫，故答案为：NO、NO₂、SO₂；
（2）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1①
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1 ②
将方程式

①-②

2

得：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=

-196.6kJ?mol-1-(-113.0kJ?mol-1)

2

=-41.8kJ/mol，
故答案为：-41.8；
②a．随反应进行，气体的物质的量不变，压强不变，体系压强保持不变，不能说明到达平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变，说明到达平衡状态，故b正确；
c．随反应进行，NO的物质的量保持不变，说明到达平衡状态，故c正确；
d．每生成1molSO₃的同时消耗1molNO₂都表示正反应速率，反应自始至终都按此比例进行，故d错误；
故选：ad；
（3）①据图象可知，温度升高平衡逆向移动，即逆反应方向为吸热，所以正反应方向为放热；故答案为：放热；
②因B点与A点温度相同，K不变，对于上述反应温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以A、B、C三点的平衡常数K_A=K_B＞K_C，故答案为：K_A=K_B＞K_C；
③T₁时，A点对应的α=0.5，据平衡常数表达式可得K=1．因B点与A点温度相同，K不变，
            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
起始（mol）  10          20            0
转化（mol）  8           16            8 
平衡（mol）  2           4             8
则K=

C(CH3OH)

C2(H2)C(CO)

=

8 V

2 V ×( 4 V )2

=1，解得：V=2L，
故答案为：2；
（4）①燃料电池中，负极上投放燃料，正极上投放氧化剂，a电极上投放氧气，氧气得电子和氢离子反应生成水，原电池放电时，OH^-向负极b极移动，故答案为：b；
②碱性甲醇燃料电池中，负极发生氧化反应，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，该电池工作时，溶液中的OH^-向负极移动，则总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查较为综合，涉及反应热、电化学等问题，题目难度较大，学习中注意相关解答方法的积累．