Question

(18分)研究SO₂、NO_x、CO等气体的性质对工业生产和环境保护具有重要意义。

（1）相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水发生反应的离子方程式为________________，所得溶液中_________ (填字母编号)。

（2）通过NO_x传感器可监测大气中NO_x的含量，其工作原理如图所示，甲、乙两电极均Pt电极，电解质为熔融氧化物。

①乙电极上发生的是_________反应(填“氧化”或“还原”)；

②甲电极上的电极反应式为___________________。

（3）将不同物质的量的H₂O(g)和 CO分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：H₂O(g)+CO（g）CO₂(g)+H₂(g)  △H，得到如下数据：

①由表中数据可知该反应的△H________ 0(填“>”或“<”)。

②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H₂O(g)、lmol CO、1 mol CO₂和2 molH₂，则反应在开始时_________进行(填“正向”或“逆向”)。

③实验III中a=______，达平衡时实验II和实验III中H₂O(g)的转化率的大小关系为：(填“>”、“<”或“=”)。

Answer

（18分）

（1）SO2＋NH3＋H2O===NH4+＋HSO3－（3分） BD（3分）

（2）①还原（2分）

②NO－2e－＋O2－===NO2（2分）

（3）①＜ （2分） ②正向（2分）

③ 0.6 （2分） ＞（2分）

【解析】

试题分析：（1）相同物质的量的SO2与NH3溶于水生成NH4HSO3，所以离子方程式为：SO2＋NH3＋H2O===NH4+＋HSO3－；根据电荷守恒可得：c(H+)+c(NH4+)=c(OH‾)+c(HSO3‾)+2c(SO32‾)，所以c(H+)—c(OH‾)= +c(HSO3‾)+2c(SO32‾)—c(NH4+)，根据物料守恒可得：c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(HSO3‾)+c(H2SO3)+c(SO32‾)，与电荷守恒式相减可得：c(H+)—c(OH‾)=c(SO32‾)+c(NH3•H2O)—c(H2SO3)，故答案为BD。

（2）①根据O22‾移动方向可知乙为原电池的正极，发生还原反应。

②根据示意图可知NO在甲电极上与O2‾反应生成NO2，电极方程式为：NO－2e－＋O2－===NO2。

（3）①对比实验I与实验II数据可知，温度升高，CO的转化率减小，所以正反应为放热反应，故∆H < 0。

②根据表中650℃时数据可知：H2O(g)+CO（g）CO2(g)+H2(g)

初始浓度（mol•L‾1） 1 2 0 0

转化浓度（mol•L‾1） 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡浓度（mol•L‾1） 0.2 1.2 0.8 0.8

则650℃时平衡常数K=0.8×0.8/(0.2×1.2)=2.67，充入2mol H2O(g)、lmol CO、1 mol CO2和2 molH2，浓度商Q==0.5×1/(1×0.5)=1 < K，所以开始时反应向正反应方向进行。

③根据表中反应II的数据，CO、H2O的转化量为0.4mol，则反应III的转化量也是0.4mol，所以平衡时a=1mol—0.4mol=0.6mol；实验II中H2O的初始量为1mol、CO的初始量为2mol，实验III中H2O的初始量为2mol、CO的初始量为1mol，所以实验IIH2O的转化率大于实验III。

考点：本题考查离子浓度比较、原电池原理、化学平衡常数、化学平衡。