Question

SO₂、NO、NO₂、CO都是污染大氣的有害氣體，對其進行回收利用是節能減排的重要課題。
（1）上述四種氣體中直接排入空氣時會引起酸雨的有__________（填化學式）。
（2）已知：2SO₂(g)+ O₂(g)=2SO₃(g)；△H=－196.6kJ/mol
O₂(g)+2NO(g)=2NO₂(g)；△H=－113.0kJ/mol
①反應：NO₂(g) +SO₂(g)= SO₃(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。
②一定條件下，將NO₂和SO₂以體積比1：1置于恒溫恒容的密閉容器中發生反應： NO₂(g) +SO₂(g)SO₃(g) +NO(g)，
下列不能說明反應達到平衡狀態的是_____（填字母）。
a．體系壓強保持不變
b．混合氣體的顏色保持不變
c．NO的物質的量保持不變
d．每生成1molSO₃的同時消耗1molNO₂
（3）CO可用于合成甲醇，其反應的化學方程式為CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20mol H₂，在催化劑作用下發生反應生成甲醇。CO的平衡轉化率（α）與溫度（T）、壓強（p）的關系如圖所示。

①上述合成甲醇的反應為______（填“放熱”或“吸熱”）反應。
②A、B、C三點的平衡常數K_A、K_B、K_C的大小關系為___________。
③若達到平衡狀態A時，容器的體積為10L，則在平衡狀態B時容器的體積為_____L。
（4）某研究小組設計了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時，OH^-向______（填“a”或“b”）極移動。
②電池工作一段時間后，測得溶液的pH減小，則該電池總反應的離子方程式為__________________。

Answer 1

(14分)
（1）SO₂、NO、NO₂ (2分)；
（2）①-41.8(2分) ②ad(1分)
（3）①放熱(1分) ②K_A=K_B>K_C（2分）③2（2分）
（4）①b(1分) ②2CH₃OH+3 O₂+4OH^-="2" CO2- 3 + 6H₂O(2分)

試題分析：
（1）SO₂、NO、NO₂直接排入空氣時會引起酸雨。
（2）①根據蓋斯定律，給出兩式相加在兩邊同時除以2可得目標方程式：NO₂(g) +SO₂(g)= SO₃(g) +NO(g)的△H=[－196.6kJ/mol+（－113.0kJ/mol）]/2=-41.8 kJ/mol。②方程式兩邊氣體分子數相同，壓強不能說明是否平衡，a錯；必須取正逆反應速率比較，d錯。
（3）①根據圖像溫度升高CO的平衡轉化率下降，所以為放熱反應。②平衡常數只與溫度有關，放熱反應溫度升高，平衡常數越小，所以K_A=K_B>K_C。
③對于反應CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，第一次狀態A建立平衡,轉化率為0.5
始態    10mol  20mol   0
轉化量   5mol   10mol   5mol
終態     5mol   10mol   5mol      氣體總物質的量為20mol
第二次在B狀態建立平衡時
CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，轉化率為0.8
始態    10mol  20mol   0
轉化量   8mol   16mol    8 mol
終態     2mol   4mol     8mol   氣體總物質的量為14mol
根據相同溫度、壓強時氣體體積比等于物質的量之比，可知答案為7L.
（4）①電池中陰離子移向負極（b極）；②2CH₃OH+3O₂+4OH^-="2" CO2- 3 + 6H₂O。