Question

（13分）PM_2．5污染跟工业燃煤密切相关，燃煤还同时排放大量的SO₂和NO_X。

（1）在一定条件下，SO₂气体可被氧气氧化，每生成8 g SO₃气体，放出9．83 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式                 。若起始时向密闭容器内充入0．4mol SO₂和0．2mol O₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q        39．32kJ（填“＞”、“＜”或“=”）．

（2）一定条件下，在恒容密闭的容器中，当上述反应达到平衡时，下列说法正确的是__________（填序号）

a．2v_逆（SO₂）=v_正（O₂）              

b．ΔH保持不变

c．混合气体密度保持不变              

d．混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）500℃时，在催化剂存在条件下，分别将2 mol SO₂和1 mol O₂置于恒压容器I和恒容容器II中（两容器起始容积相同，），充分反应均达到平衡后,两容器中SO₂的转化率关系是I_________II（填“>”、“<”或“=”）。若测得容器II中的压强减小了30%，则该容器中SO₃体积分数为          （结果保留3位有效数字）。

（4）将生成的SO₃溶于水，再向溶液中通入NH₃得到1L cmol/L（NH₄）₂SO₄溶液的PH=5，计算该（NH₄）₂SO₄溶液的水解平衡常数K_h=               。

（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作原电池，其装置见下图。该电池中Na⁺向   _____ 电极移动（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），在电池使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为                   。

Answer

（13分）（1）2SO2(g）+O2(g）= 2SO3(g）△=-196．6kJ/mol（2分）；＜（1分）

（2）bcd（2分）

（3）＞（1分）；85．7％（2分）

（4）10-10/2c （2分）

（5）Ⅱ（1分）；NO2 + NO3——e-== N2O5（2分）

【解析】

试题分析：

（1）生成8克SO3也就是0．1mol放出9．83 kJ，发生反应的热化学反应式：2SO2(g）+O2(g）= 2SO3(g）△=-196．6kJ/mol 若0．4mol SO2完全转化放出的热量为39．32kJ，但实际参加反应的SO2的量小于0．4mol,则Q＜39．32kJ；

（2）一定条件下，在恒容密闭的容器中，当上述反应达到平衡时，v逆（SO2）/v正（O2）=2:1，选项a不正确；ΔH与反应原理有关，与参加反应的量无关，故始终保持不变，选项b正确；质量和体积不变，混合气体密度也保持不变，选项c正确；平衡时总的物质的量也保持一定，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，选项D正确。

（3）在恒温怛容条件下达到平衡后，容器内的压强相比反应前变小，要达到反应前的压强需缩小体积也就是增大压强，此时平衡向正方向移动，反应物的转化率增大，故两容器中SO2的转化率关系是I＞II。恒温恒压条件下气体体积与物质的量成正比，测得容器II中的压强减小了30%，说明反应后气体总物质的量为反应前的7/10，也就是2．1mol，根据差量法，减少的物质的量就是参加反应的氧气的物质的量0．9mol，故生成的SO3的物质的量为1．8mol，容器中SO3体积分数为1．8/2．1=0．857。

（4）NH4++H2ONH3•H2O+H+ 起始时NH4+浓度为2cmol/L，平衡后溶液的PH=5也就是H+为10-5mol/L，水解平衡常数==C(H+）C(NH3•H2O）/C(NH4+）=10-10/2c

（5）通氧气的极为正极，原电池工作时阳离子向正极移动，该电池中Na+向Ⅱ电极移动，石墨I电极反应为：

NO2 + NO3——e-== N2O5

考点：化学平衡与电离平衡相关理论 涉及热化学反应的书写、平衡的移动及原电池原理等。