Question

（1）反應aA （g）+bB （g）

催化劑

Cc（g）（△H＜0）在等容條件下進行．改變其他  反應條件，在I、II、III階段體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖1所示，請回答：

①該反應的化學方程式可表示為

 

；
②A的平衡轉化率ar（A）、a₁₁（A）、a_III（A）中最小的是

 

，其值是

 

（保留2位有效數(shù)字）．
③由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向是

 

（填“向左”、“向右”或“不移動”），采取的措施是

 

．
④比較第Ⅱ階段和第Ⅲ階段反應溫度的高低和平衡常數(shù)的關系：T₂

 

T₃、K₂

 

 K₃（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）2NO₂有較強的氧化性，能將SO₂氧化成SO₃，本身被還原成NO，已知下列兩個反應過程中能量變化如圖2所示：則NO₂氧化SO₂的熱化學方程式為

 

．
（3）若用如圖3的電解池（X、Y均為惰性電極）電解含有0.04mol CuSO₄和0.04mol NaCl的混合溶液400mL，當陽極產(chǎn)生的氣體672mL（標況）時，陰極析出的金屬銅的質量是

 

，溶液的pH=

 

（假設電解后溶液體積不變）．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡的影響因素,電解原理

專題：

分析：（1）①由圖可知第Ⅰ階段，平衡時△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，根據(jù)濃度變化量之比等于化學計量數(shù)之比計算；
②轉化率是物質的減少量與初始量的比值，計算三個階段B的轉化率，據(jù)此解答；
③由圖可知第Ⅱ階段各物質的物質的量的變化，可推知平衡移動的方向；
④第Ⅲ階段的開始與第Ⅱ階段的平衡各物質的量均相等，根據(jù)A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動的，根據(jù)平衡開始時濃度確定此平衡移動不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應正向為放熱反應，可以推測為降低溫度，另外結合A的速率在三個階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據(jù)勒夏特列原理，平衡的移動只能減弱改變，不能抵消改變，因此達到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時的溫度低；
（2）根據(jù)圖示寫出兩個熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律將兩個反應相加或相減以得到NO₂（g）與SO₂（g）生成SO₃（g）和NO（g）的反應熱，再書寫熱化學反應方程式；
（3）根據(jù)轉移電子守恒計算陰極上析出的物質，再根據(jù)氧氣計算生成的c（H⁺），從而得出其pH．

解答： 解：（1）①由圖可知第Ⅰ階段，平衡時△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，濃度變化量之比等于化學計量數(shù)之比，故a：b：c=1mol/L：3mol/L：2mol/L=1：3：2，則方程式為：A （g）+3B （g）

催化劑

2C（g），
故答案為：A （g）+3B （g）

催化劑

2C（g）；
②B的平衡轉化率α_Ⅰ（A）=

1mol/L

2mol/L

×100%=50%，α_Ⅱ（A）=

1mol/L-0.62mol/L

1mol/L

×100%=38%，α_Ⅲ（A）=

0.62mol/L-0.5mol/L

0.62mol/L

×100%=19.4%，故α_Ⅰ（A）最大，α_Ⅲ（A）=19.4%，
故答案為：α_Ⅲ（A）；19.4%；
③第Ⅱ階段C是從0開始的，瞬間A、B濃度不變，因此可以確定第一次平衡后從體系中移出了C，即減少生成物濃度，平衡正向移動，
故答案為：向右；從反應體系中移出產(chǎn)物C；
④第Ⅲ階段的開始與第Ⅱ階段的平衡各物質的量均相等，根據(jù)A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動的，根據(jù)平衡開始時濃度確定此平衡移動不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應正向為放熱反應，可以推測為降低溫度，另外結合A的速率在三個階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據(jù)勒夏特列原理，平衡的移動只能減弱改變，不能抵消改變，因此達到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時的溫度低；此反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，則平衡常數(shù)變大，所以K₂＜K₃；
故答案為：＞；＜；
（2）由圖示得到以下兩個方程式：
①2SO₂（g）+O₂（g）2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
②2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律可知，

①-②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
則△H=

-196.6kJ/mol-(-113.0kJ/mol)

2

=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（3）電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，陽極上先生成氯氣后生成氧氣，陰極上先生成銅，后生成氫氣，陽極上氯氣完全析出時，氯氣的體積=

0.04mol

2

×22.4L/mol=448mL＜672mL，所以陽極上還有224mL氧氣，陽極上轉移電子的物質的量=0.04mol×1+

0.224L

22.4L/mol

=0.08mol，陰極上銅完全析出時，需要電子的物質的量=0.04mol×2=0.08mol，所以陰極上不析出氫氣，只析出0.04mol的銅即0.04×64=2.56g，而陽極生成224mL氧氣時，陽極附近同時生成C（H⁺）=

0.224L 22.4L/mol ×4

0.4L

=0.1mol/L，所以溶液的pH=1，
故答案為：2.56g；1．

點評：本題考查化學反應速率與化學平衡圖象、化學平衡有關計算、蓋斯定律的應用以及電解池的有關計算等知識點，難度較難，尤其是圖象較為復雜，學生思路容易混亂；