Question

研究SO₂、NO_x、CO等气体的性质对工业生产和环境保护具有重要意义．
（1）相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水发生反应的离子方程式为

 

，所得溶液中c（H⁺）-c（OH^-）=

 

 （填字母编号）．
A．c（SO₃^2-）-c（H₂SO₃）
B．c（SO₃^2-）+c（NH₃．H₂O）-c（H₂SO₃）
C．c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）
D．c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）
（2）通过NO_x传感器可监测大气中NO_x的含量，其工作原理如图所示，甲、乙两电极均Pt电极，电解质为熔融氧化物．
①乙电极上发生的是

 

反应（填“氧化”或“还原”）；
②甲电极上的电极反应式为

 

．
（3）将不同物质的量的H₂O（g）和 CO分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：H₂O（g）+CO（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H，得到如下数据：

实验	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		H2O	CO	CO	H2
Ⅰ	650	2	4	2.4	1.6	5
Ⅱ	900	1	2	1.6	0.4	3
Ⅲ	900	2	1	a	b	t

①由表中数据可知该反应的△H

 

 0（填“＞”或“＜”）．
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H₂O（g）、lmol CO、1mol CO₂和2molH₂，则反应在开始时

 

进行（填“正向”或“逆向”）．
③实验Ⅲ中a=

 

，达平衡时实验II和实验Ⅲ中H₂O（g）的转化率的大小关系为：a₂（H₂O）

 

a₃（H₂O）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,电解原理

专题：

分析：（1）相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水反应生成亚硫酸氢铵；结合溶液中电荷守恒和物料守恒分析判断选项；
（2）根据图片知，铂电极上氧气得电子发生还原反应而作正极，NiO电极上NO失电子发生氧化反应，则NiO为负极，正极上电极反应式为：O₂+4e^-═2O^2-，负极上电极反应式为：NO-2e^-+O^2-═NO₂，结合电池内部离子移动方向判断；
（3）①列三段表示出实验1各物质浓度的变化情况，然后根据速率公式：v（CO₂）=

△c(CO2)

△t

；K=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

；
第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H₂的物质的量比第一组的一半少，说明该反应正向是放热反应；
②考查平衡常数的应用，比较Qc与K的关系，要使反应向 正方向进行应满足Qc小于K；
③依据平衡常数不变列式计算a，反应物有两种或两种以上，增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率．

解答： 解：（1）相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水发生反应生成碳酸氢铵，反应的离子方程式为SO₂+NH₃+H₂O═NH₄⁺+HSO₃^-，溶液中存在电荷守恒：c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（NH₄⁺），c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺），D正确，C错误；溶液中存在物料守恒：c（NH₄⁺）+c（NH₃?H₂O）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃），结合电荷守恒和物料守恒可知c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）=c（SO₃^2-）+c（NH₃．H₂O）-c（H₂SO₃），所以A错误，B正确；
故答案为：SO₂+NH₃+H₂O═NH₄⁺+HSO₃^-；BD；
（2）①根据图可知，固体电解质中氧离子向负极移动，甲电极上NO失电子发生氧化反应而作负极，乙电极上氧气得电子生成氧离子，做原电池正极，发生还原反应；
故答案为：还原；
②甲电解是负极，电极上一氧化氮失电子和氧离子反应生成二氧化氮，电极反应式为NO-2e^-+O^2-═NO₂，故答案为：NO-2e^-+O^2-═NO₂；
（3）①H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始 1mol/L      2mol/L         0         0
转化 0.8mol/L    0.8mol/l     0.8mol/L    0.8mol/L
平衡0.2mol/L     1.2mol/L      0.8mol/L   0.8mol/L
K=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

=

0.8×0.8

0.2×1.2

=

8

3

；
根据表中数据第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H₂的物质的量比第一组的一半少，说明该反应正向是放热反应，△H＜0；
故答案为：＜；
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H₂O（g）、1mol CO、1mol CO₂和 2 mol H₂，此时Qc=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

=

0.5×1

1×0.5

=1，要使反应向正反向进行需满足条件：Qc＜K，反应正向进行；
故答案为：正向；
③Ⅱ，900°C H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始   0.5 mol/L   1mol/L  0         0
转化  0.2mol/L    0.2mol/l  0.2mol/L  0.2mol/L
平衡0.3mol/L     0.8mol/L  0.2mol/L   0.2mol/L
K=

0.2×0.2

0.3×0.8

=

1

6

Ⅲ，900°C  H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始      1 mol/L       0.5ol/L          0         0
转化（ 0.5-0.5a）mol/L （0.5-05a）mol/l  （0.5-05a）mol/l   （0.5-05a）mol/l 
平衡  （0.5+05a）mol/l      0.5amol/L      （0.5-05a）mol/l    （0.5-05a）mol/l

(0.5-0.5a)2

(0.5+0.5a)0.5a

=

1

6

a=0.6mol，
反应物有两种或两种以上，增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率，a₂（H₂O）＞a₃（H₂O），
故答案为：0.6；＞．

点评：本题考查了电解质溶液中电荷守恒、物料守恒的分析计算，化学平衡的分析判断，平衡常数计算，掌握基础是解题关键，题目难度中等．