Question

【題目】空氣質(zhì)量與我們的健康息息相關(guān)，目前我國通過監(jiān)測 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 2 L 的密閉容器中充入 SO2 和 NO2 各 1 mol，發(fā)生反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)，測得上述反應(yīng) 5 min 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 v(SO2)＝__________，此反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù) K＝__________。

(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 10 mol CO 和 20 mol 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__________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。

②A、B、C 三點(diǎn)的平衡常數(shù) KA、KB、KC 的大小關(guān)系為__________。A、B 兩點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)大小關(guān)系是 PA__________PB(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____________，理論上通過外電路的電子最多為__________mol。

Answer 1

【答案】0.075mol/(Lmin) 9 放熱 KA=KB＞KC 小于 O2+2H2O+4e-=4OH- 30

【解析】

(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 10 0

反應(yīng)了（mol） nn n n

5min末（mol） 1-n 1-n nn

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，三點(diǎn)是：圖象的起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，一趨勢是看曲線的變化趨勢．當(dāng)然要看好橫、縱坐標(biāo)的向量；

②對于一個(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-。

(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 10 0

反應(yīng)了（mol） nn n n

5min末（mol） 1-n 1-n nn

=3可求得：n=0.75，v(SO2)= =0.075mol/(Lmin)因其體積是2L，求出各自的濃度代入可求K，K= =9，故答案為：0.075mol/(Lmin)；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PA小于PB，故答案為：KA=KB＞KC；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)?/span>+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-=4OH-；30。