Question

1．空氣質(zhì)量與我們的健康息息相關(guān)，目前我國(guó)通過監(jiān)測(cè)6項(xiàng)污染物的質(zhì)量濃度來計(jì)算空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），SO₂、NO₂和CO是其中3項(xiàng)中的污染物．
（1）一定溫度下，向固定體積為2L的密閉容器中充入SO₂和NO₂各1mol，發(fā)生反應(yīng)SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），測(cè)得上述反應(yīng)5min末到達(dá)平衡，此時(shí)容器中NO與NO₂的體積比為3：1，則這段時(shí)間內(nèi)SO₂的反應(yīng)速率υ（SO₂）=0.075mol/（L•min），此反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=9．
（2）甲醇日趨成為重要的有機(jī)燃料，通常利用CO和H₂合成甲醇，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．今在一容積可變的密閉容器中，充有10mol CO和20mol H₂用于合成甲醇．CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示：
①上述合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）．
②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)K_A、K_B、K_C的大小關(guān)系為K_A=K_B＞K_C．A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)大小關(guān)系是P_A小于P_B（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若將達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)生成的甲醇用于構(gòu)成甲醇一氧氣燃料電池，電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液，則該電池工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，理論上通過外電路的電子最多為30mol．

Answer 1

分析 （1）設(shè)參加反應(yīng)的SO₂為nmol 
             SO₂（g）+NO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）
反應(yīng)前（mol）  1        1       0        0
反應(yīng)了（mol）  n        n       n        n
5min末（mol） 1-n      1-n      n        n
可以此計(jì)算相關(guān)量；
（2）①化學(xué)平衡圖象分析方法，平衡圖象題主要注意三點(diǎn)一趨勢(shì)，三點(diǎn)是：圖象的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，一趨勢(shì)是看曲線的變化趨勢(shì)．當(dāng)然要看好橫、縱坐標(biāo)的向量．
②對(duì)于一個(gè)給定的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素只有溫度；
③堿性條件下，正極發(fā)生還原反應(yīng)生成OH^-．

解答 解（1）設(shè)參加反應(yīng)的SO₂為nmol 
             SO₂（g）+NO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）
反應(yīng)前（mol）  1        1       0        0
反應(yīng)了（mol）  n        n       n        n
5min末（mol） 1-n      1-n      n        n
$\frac{n}{1-n}$=$\frac{3}{1}$可求得：n=$\frac{3}{4}$=0.75
υ（SO₂）=$\frac{0.75}{2×5}$=0.075mol/（L•min）
因其體積是2L，求出各自的濃度代入可求K
K=$\frac{0.375×0.375}{0.125×0.125}$=9
故答案為：0.075mol/（L•min）；9；
（2）①從圖上可見，在P₂時(shí)，隨溫度的升高CO的轉(zhuǎn)化率越來越低，可見，升溫時(shí)平衡向逆向移動(dòng)，據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)放熱．
故答案為：放熱；
②化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，該反應(yīng)放熱，溫度越高平衡逆向移動(dòng)，K值減小．增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，可知P_A 小于P_B，
故答案為：K_A=K_B＞K_C；小于；
③燃料電池的正極，是氧氣反應(yīng)，在堿性條件下有水參與生成氫氧根．O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
A點(diǎn)CO的平衡轉(zhuǎn)化率50%，參加反應(yīng)的CO為：10mol×50%=5mol
從CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）分析，生成CH₃OH也為5mol，CH₃OH燃燒生成二氧化碳和水，只有C的價(jià)態(tài)從-2變?yōu)?4，H、O價(jià)態(tài)沒變，所以1molCH₃OH燃燒轉(zhuǎn)移6mol電子，故5molCH₃OH反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為：5×6=30．
故答案為：O₂+2H₂O+4e-=4 OH^-；30．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意把握化學(xué)平衡的計(jì)算方法以及圖象的判斷，把握電極方程式的書寫，難度不大．