Question

（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g）△H=-196.6kJ?mol^-1；2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1 ．则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=______kJ?mol^-1
一定条件下，将NO₂与SO₂ 按体积比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
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
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO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△H______0（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______



（3）甲醇（CH₃OH）燃料电池的结构示意图如图2．甲醇进入______极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为______．
（4）101kPa时，若16gCH₃OH完全燃烧生成液态水，放出热量为363.25kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为______．

Answer 1

（1）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 kJ?mol^-1，则NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-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；
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；
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；
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；故选b；
故答案为：-41.8；b；
（2）由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件．因为在250℃、压强为1.3×10⁴ kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强，
故答案为：＜；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；
（3）甲醇燃料电池中，甲醇中C元素的化合价升高，则甲醇为负极，电解质为酸，甲醇失去电子生成二氧化碳，电极反应为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，氧气再正极上得到电子发生还原反应在酸溶液中生成水，反应的电极反应为：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，
故答案为：负；  O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（4）101kPa时，若16gCH₃OH物质的量为0.5mol，完全燃烧生成液态水，放出热量为363.25kJ/mol，则1mol甲醇燃烧放热726.5KJ；反应的热化学方程式为：CH₃OH（l）+3/2 O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ/mol，
故答案为：CH₃OH（l）+3/2 O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ/mol．