Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義．
（1）已知：H₂（g）、CO（g）和CH₃CH₂OH（l）的燃燒熱分別為285.8kJ?mol^-1，283.0kJ?mol^-1和1365.5kJ?mol^-1．反應(yīng)2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（l）+H₂O（l）的△H=

 

．
（2）一定條件下，NO₂與SO₂反應(yīng)生成SO₃和NO兩種氣體，得物質(zhì)的量之比為1：2的NO、SO₃氣體置于恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)．
①下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

a、體系壓強(qiáng)保持不變                  b、混合氣體顏色保持不變   
c、SO₃和NO的物質(zhì)的量之比保持不變      d、每消耗1molSO₂的同時生成1molNO
②測得上述反應(yīng)平衡時NO₂與SO₂物質(zhì)的量之比為1：6，則其化學(xué)方程式對應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
（3）根據(jù)原電池原理，設(shè)計了如圖所示裝置，電極為含催化劑、多孔吸附性的惰性材料，在用SO₂發(fā)電的同時實現(xiàn)了硫酸制備，通入SO₂的一極發(fā)生的反應(yīng)：

 

；電池發(fā)生的總反應(yīng)：

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也處于相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；
（3）根據(jù)原電池原理分析．

解答： 解：（1）H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/molⅠ
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1Ⅱ
C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=3H₂O（l）+2CO₂ （g）△H=-1365.5kJ/molⅢ
將方程式Ⅰ×4+Ⅱ×2-Ⅲ得2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（l）+H₂O（l）△H=（-283.0kJ?mol^-1）×2+（-285.8kJ/mol）×4-（-1365.5kJ/mol ）=-343.7 kJ?mol^-1，
故答案為：-343.7 kJ?mol^-1；
（2）①a．體系的壓強(qiáng)始終不變，故不能說明達(dá)平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，故b正確；
c．SO₃和NO的體積比，始終保持不變，故c錯誤；
d．每消耗1 mol SO₂的同時生成1 molNO，只要反應(yīng)發(fā)生一直符合這一關(guān)系，故d錯誤；
故答案為：b；　
②NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積    1a     2a        0        0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積    x      x         x        x
平衡物質(zhì)的體積   1a-x   2a-x       x        x
則（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=0.8a，故平衡常數(shù)為=

x2

(a-x)(2a-x)

=2.67；
故答案為：2.67；
（3）根據(jù)原電池原理，SO₂發(fā)電的同時實現(xiàn)了硫酸制備，總反應(yīng)為氧氣氧化二氧化硫生成硫酸，方程式為：2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄；通入SO₂的一極為負(fù)極，在酸性介質(zhì)中發(fā)生的反應(yīng)為：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

點評：本題考查了利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計算、化學(xué)電源燃料電池、平衡常數(shù)的計算等知識，注意原電池的實質(zhì)，題目難度較大．