Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义．
（1）已知：H₂（g）、CO（g）和CH₃CH₂OH（l）的燃烧热分别为285.8kJ?mol^-1，283.0kJ?mol^-1和1365.5kJ?mol^-1．反应2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（l）+H₂O（l）的△H=

 

．
（2）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体，得物质的量之比为1：2的NO、SO₃气体置于恒温恒容密闭容器中发生上述反应．
①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和NO的物质的量之比保持不变      d、每消耗1molSO₂的同时生成1molNO
②测得上述反应平衡时NO₂与SO₂物质的量之比为1：6，则其化学方程式对应的平衡常数K=

 

．
（3）根据原电池原理，设计了如图所示装置，电极为含催化剂、多孔吸附性的惰性材料，在用SO₂发电的同时实现了硫酸制备，通入SO₂的一极发生的反应：

 

；电池发生的总反应：

 

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Answer 1

考点：有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式；
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；
（3）根据原电池原理分析．

解答： 解：（1）H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/molⅠ
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1Ⅱ
C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=3H₂O（l）+2CO₂ （g）△H=-1365.5kJ/molⅢ
将方程式Ⅰ×4+Ⅱ×2-Ⅲ得2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（l）+H₂O（l）△H=（-283.0kJ?mol^-1）×2+（-285.8kJ/mol）×4-（-1365.5kJ/mol ）=-343.7 kJ?mol^-1，
故答案为：-343.7 kJ?mol^-1；
（2）①a．体系的压强始终不变，故不能说明达平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明正逆反应速率相等，故b正确；
c．SO₃和NO的体积比，始终保持不变，故c错误；
d．每消耗1 mol SO₂的同时生成1 molNO，只要反应发生一直符合这一关系，故d错误；
故答案为：b；　
②NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物质的体积    1a     2a        0        0
转化物质的体积    x      x         x        x
平衡物质的体积   1a-x   2a-x       x        x
则（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=0.8a，故平衡常数为=

x2

(a-x)(2a-x)

=2.67；
故答案为：2.67；
（3）根据原电池原理，SO₂发电的同时实现了硫酸制备，总反应为氧气氧化二氧化硫生成硫酸，方程式为：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；通入SO₂的一极为负极，在酸性介质中发生的反应为：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

点评：本题考查了利用盖斯定律进行反应热的计算、化学电源燃料电池、平衡常数的计算等知识，注意原电池的实质，题目难度较大．