Question

（1）反应aA （g）+bB （g）

催化剂

Cc（g）（△H＜0）在等容条件下进行．改变其他  反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图1所示，请回答：

①该反应的化学方程式可表示为

 

；
②A的平衡转化率ar（A）、a₁₁（A）、a_III（A）中最小的是

 

，其值是

 

（保留2位有效数字）．
③由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是

 

（填“向左”、“向右”或“不移动”），采取的措施是

 

．
④比较第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段反应温度的高低和平衡常数的关系：T₂

 

T₃、K₂

 

 K₃（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）2NO₂有较强的氧化性，能将SO₂氧化成SO₃，本身被还原成NO，已知下列两个反应过程中能量变化如图2所示：则NO₂氧化SO₂的热化学方程式为

 

．
（3）若用如图3的电解池（X、Y均为惰性电极）电解含有0.04mol CuSO₄和0.04mol NaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体672mL（标况）时，阴极析出的金属铜的质量是

 

，溶液的pH=

 

（假设电解后溶液体积不变）．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素,电解原理

专题：

分析：（1）①由图可知第Ⅰ阶段，平衡时△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，根据浓度变化量之比等于化学计量数之比计算；
②转化率是物质的减少量与初始量的比值，计算三个阶段B的转化率，据此解答；
③由图可知第Ⅱ阶段各物质的物质的量的变化，可推知平衡移动的方向；
④第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据A、B的量减少，C的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，另外结合A的速率在三个阶段的情况，确定改变的条件一定为降低温度，根据勒夏特列原理，平衡的移动只能减弱改变，不能抵消改变，因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低；
（2）根据图示写出两个热化学方程式，根据盖斯定律将两个反应相加或相减以得到NO₂（g）与SO₂（g）生成SO₃（g）和NO（g）的反应热，再书写热化学反应方程式；
（3）根据转移电子守恒计算阴极上析出的物质，再根据氧气计算生成的c（H⁺），从而得出其pH．

解答： 解：（1）①由图可知第Ⅰ阶段，平衡时△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故a：b：c=1mol/L：3mol/L：2mol/L=1：3：2，则方程式为：A （g）+3B （g）

催化剂

2C（g），
故答案为：A （g）+3B （g）

催化剂

2C（g）；
②B的平衡转化率α_Ⅰ（A）=

1mol/L

2mol/L

×100%=50%，α_Ⅱ（A）=

1mol/L-0.62mol/L

1mol/L

×100%=38%，α_Ⅲ（A）=

0.62mol/L-0.5mol/L

0.62mol/L

×100%=19.4%，故α_Ⅰ（A）最大，α_Ⅲ（A）=19.4%，
故答案为：α_Ⅲ（A）；19.4%；
③第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，平衡正向移动，
故答案为：向右；从反应体系中移出产物C；
④第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据A、B的量减少，C的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，另外结合A的速率在三个阶段的情况，确定改变的条件一定为降低温度，根据勒夏特列原理，平衡的移动只能减弱改变，不能抵消改变，因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低；此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，则平衡常数变大，所以K₂＜K₃；
故答案为：＞；＜；
（2）由图示得到以下两个方程式：
①2SO₂（g）+O₂（g）2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
②2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知，

①-②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
则△H=

-196.6kJ/mol-(-113.0kJ/mol)

2

=-41.8kJ?mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（3）电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，阳极上先生成氯气后生成氧气，阴极上先生成铜，后生成氢气，阳极上氯气完全析出时，氯气的体积=

0.04mol

2

×22.4L/mol=448mL＜672mL，所以阳极上还有224mL氧气，阳极上转移电子的物质的量=0.04mol×1+

0.224L

22.4L/mol

=0.08mol，阴极上铜完全析出时，需要电子的物质的量=0.04mol×2=0.08mol，所以阴极上不析出氢气，只析出0.04mol的铜即0.04×64=2.56g，而阳极生成224mL氧气时，阳极附近同时生成C（H⁺）=

0.224L 22.4L/mol ×4

0.4L

=0.1mol/L，所以溶液的pH=1，
故答案为：2.56g；1．

点评：本题考查化学反应速率与化学平衡图象、化学平衡有关计算、盖斯定律的应用以及电解池的有关计算等知识点，难度较难，尤其是图象较为复杂，学生思路容易混乱；