Question

【题目】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．

（1）NO2可用水吸收，相应的化学方程式为 ． 利用反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可以处理NO2 ． 当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是 L．
（2）已知：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJmol﹣1
2NO （g）+O2（g）2NO2（g）△H=﹣113.0kJmol﹣1
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO （g） 的△H=kJmol﹣1 ， 一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 ．
a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3与NO的体积比保持不变 d．每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K= ．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO （g）+2H2（g）CH3OH （g）．
①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示．该反应△H0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 ．
②甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示：通入a气体的电极是原电池的极（填“正”或“负”），其电极反应式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）3NO2+H2O═2HNO3+NO；67.2
（2）﹣41.8；b；
（3）＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失；负；O2+4e﹣+4H+=2H2O
【解析】解：（1）NO2与H2O反应的方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO；6NO2+8NH3═7N2+12H2O，当反应中有1 mol NO2参加反应时，共转移了4 mol电子，故转移12mol电子时，消耗的NO2为12÷4×22.4L=67.2L，
所以答案是：3NO2+H2O═2HNO3+NO；67.2；（2）根据盖斯定律，将第二个方程式颠倒过来，与第一个方程式相加得：2NO2+2SO2═2SO3+2NO，△H=﹣83.6 kJmol﹣1 ， 则NO2+SO2SO3+NO△H=﹣41.8 kJmol﹣1；
a．本反应是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，故a不能说明反应已达到平衡状态，a错误；
b．随着反应的进行，NO2的浓度减小，颜色变浅，故b可以说明反应已达平衡，故b正确；
c．SO3和NO都是生成物，比例保持1：1，故c不能作为平衡状态的判断依据，故c错误；
d．d中所述的两个速率都是逆反应速率，不能作为平衡状态的判断依据，故d错误．
故选b；

	NO2（g）+	SO2（g）		SO3（g）+	NO（g）
起始物质的体积	a	2a		0	0
转化物质的体积	x	x		x	x
平衡物质的体积	a﹣x	2a﹣x		x	x

平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即 = ，故x= a，故平衡常数K= = = = ，
所以答案是：﹣41.8；b； ；（3）①从横坐标上一点0.5处，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越高转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动．
第二问：实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是工业生产要考虑速经济效益，要考虑速度和效率，压强越大需要的条件越高，花费越大．
所以答案是：＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失；
②根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为 CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+ ， 正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e﹣+4H+=2H2O，
所以答案是：负；O2+4e﹣+4H+=2H2O．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热，以及对化学平衡状态的判断的理解，了解状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．