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減少NO2、SO2、CO等有害氣體對大氣環(huán)境的危害，是人類的共同追求．
（1）在原子經濟學原則引導下，化學家用CO與H2在加熱加壓條件合成了液體燃料甲醇，其化學反應方程式為
CO+2H2
 加熱 
.
加壓
 CH3OH
CO+2H2
 加熱 
.
加壓
 CH3OH
．
（2）以甲醇做燃料的電池，如圖所示，其負極是
b
b
（填a或b），
負極的反應式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
，正極的反應式為_
O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O
．
該燃料電池在理想狀態(tài)下，將有96.5%的化學能轉化成電能，即消耗1mol液體甲醇所能產生的最大電能達702.1kJ，則通常甲醇燃燒的熱化學反應方程式為
CH3OH（l）+
3
2
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol
CH3OH（l）+
3
2
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol
．
（3）已知：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H=+41.8kJ?mol-1 一定條件下，將NO2與SO2以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是
b
b
．
a．體系壓強保持不變               b．混合氣體顏色保持不變
c．SO3和NO的體積比保持不變       d．每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2
當上述反應平衡時，測得NO2與SO2體積比為1：6，則平衡常數K=
8
3
8
3
．
當給已達平衡狀態(tài)的上述反應升溫時，平衡常數K′
變大
變大
．（變大、變小或不變）
分析：（1）根據CO與H2在加熱加壓條件合成甲醇寫出反應方程式；
（2）燃料電池中通入燃料的一極為負極，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應，該燃料電池的電解質溶液呈酸性，所以負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子，氧氣在正極上生成水；96.5%的化學能轉化成電能，即消耗1mol液體甲醇所能產生的最大電能達702.1kJ，燃燒1mol液體甲醇放出熱量為：
702.1kJ
96.5%
，然后寫出其熱化學方程式；
（3）達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，計算平衡時各物質的濃度，可計算平衡常數，△H＞0，升高溫度平衡正移，K變大．
解答：解：（1）根據CO與H2在加熱加壓條件合成甲醇寫出方程為CO+2H2
 加熱 
.
加壓
 CH3OH，故答案為：CO+2H2
 加熱 
.
加壓
 CH3OH；
（2）燃料電池中通入燃料的一極為負極，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應，該燃料電池的電解質溶液呈酸性，所以負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子，負極反應式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，氧氣在正極上生成水，正極電極反應式為：O2+4e-+4H+═2H2O；
96.5%的化學能轉化成電能，即消耗1mol液體甲醇所能產生的最大電能達702.1kJ，燃燒1mol液體甲醇放出熱量為
702.1kJ
96.5%
=727.6KJ，其熱化學方程式為：CH3OH（l）+
3
2
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol，
故答案為：b；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；O2+4e-+4H+═2H2O；CH3OH（l）+
3
2
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-727.6kJ/mol；
（3）a．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．SO3和NO的計量數之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．物質的量之比等于化學計量數之比，則每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故d錯誤．
            NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g） 
起始物質的體積 a      2a       0       0
轉化物質的體積 x      x        x        x
平衡物質的體積 a-x   2a-x      x        x
平衡時NO2與SO2體積比為1：6，即（a-x）：（2a-x）=1：6，故x=
4
5
a，故平衡常數K=
C(SO3)C(NO)
c(NO2)C(SO2)
=
x 2
(a-x)(2a-x)
=
16
25
=
8
3
，
已知△H＞0，升高溫度平衡正移，K變大，
故答案為：b；
8
3
；變大．
點評：本題考查了化學平衡常數的計算，熱化學方程式的書寫，原電池原理，明確燃料電池中正負極上得失電子，題目綜合性較強．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

下列有關環(huán)境污染說法不正確的是（　　）

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科目：高中化學 來源： 題型：

NO2，SO2是一種重要的化工原料，也是引起酸雨污染的重要來源．
（1）下列有關酸雨的說法正確的是
D
D
（填序號）
A．SO、NO2或CO2都會導致酸雨的形成
B．NO不溶于水，所以不會造成酸雨污染
C．燃煤時鼓入足量空氣，可以減少酸雨的產生
D．采用清潔能源，可以減少酸雨的產生
（2）某興趣小組采用右圖裝置制取并探究，NO2 SO2氣體的性質．
①下列實驗方案適用于圖所示裝置制取所需SO2，NO2的是
BD
BD
（填序號）
A．Na2SO3溶液與HNO3B．Na2SO3固體與濃硫酸
C．將NO與氧氣在C中混合   D．銅與濃HNO3
②組裝完儀器，檢查裝置氣密性后，在試管c中加入Cu現象為：
固體逐漸溶解，溶液變藍，產生紅棕色氣體
固體逐漸溶解，溶液變藍，產生紅棕色氣體

③若要證明c中生成的氣體是SO2，d中加入品紅溶液后，打開活塞b，反應開始，待d中溶液
紅色褪去
紅色褪去
后，再
加熱
加熱
（填實驗的操作）試管d中的溶液，顏色又恢復，證明氣體是SO2．
④指導老師指出應增加一尾氣吸收裝置，并幫助同學們設計了如圖2裝置，其中可能不合理的是
BC
BC
（填序號）．
⑤小組同學設計在試管d中加入下列試劑驗證SO2的性質，寫出分別驗證那些性質：
KMnO4：
還原性
還原性
；有酚酞的燒堿溶液：
酸性
酸性
；H2S溶液：
氧化性
氧化性
．

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年福建省漳州市高三3月質檢理綜化學試卷（解析版） 題型：選擇題

化學與生產、生活及環(huán)境密切相關，下列說法正確的是

A．CO2、NO2或SO2都會導致酸雨的形成

B．利用丁達爾效應可區(qū)別蛋白質溶液和氫氧化鋁膠體

C．煤經過氣化和液化等物理變化后可以轉化為純凈物

D．新型氫動力計程車的投入使用有益于減少霧霾的產生

 

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年山東省德州市高三上學期期末考試化學試卷（解析版） 題型：填空題

)2013年全國各地連續(xù)出現了嚴重的霧霾天氣，給人們的出行及身體造成了極大的危害，因此研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

I．脫硫技術能有效控制SO2對空氣的污染。

（1）海水呈弱堿性，主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO42-、Br-、HCO3-等離子。含SO2的煙氣可利用海水脫硫，其工藝流程如下圖所示：

①向曝氣池中通入空氣的目的是 ???????????????????????

②通入空氣后曝氣池中海水與天然海水相比，濃度沒有明顯變化的離子是??? 。

a．Cl-? B．SO42-? C．HCO3-

（2）用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如下圖所示。(電極材料為石墨)

①圖中b極要連接電的(填“正”或“負”) ?? 極，C口流出的物質是? ?????? 。

②SO32-放電的電極反應式為???????????????????????? ??

③電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因 ?? ? 。

II．我國的能消費結構以燃煤為主，將煤氣化可減少環(huán)境污染，但煤氣化過程中能產生有害氣體H2S，用足量的Na2CO3溶液可吸收，該反應的離子方程式為 ? 。

(已知：H2S Kal=9．1×10-8；Ka2=1．1 ×10-12；H2CO3? Kal=4．30×10-7；Ka2=5．61 ×10-11)

 

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