Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）已知：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)  ΔH= -196.6kJ·mol^-1

2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)  ΔH= -113.0kJ·mol^-1

则反应NO₂(g)+SO₂(g) SO₃(g)+NO(g)的ΔH=    kJ·mol^-1

（2）一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比2∶1置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是   

A．体系压强保持不变

B．混合气体颜色保持不变

C．SO₃和NO的体积比保持不变

D．每消耗1molSO₃的同时生成1mol NO

测得上述反应达平衡时NO₂与SO₂的体积比为5∶1，则平衡常数K=   

（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图（2）所示。该反应ΔH  0(填“>”或“＜”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是：    。

（4）依据燃烧的反应原理，合成的甲醇可以设计如图（3）所示的原电池装置。

①该电池工作时，OH^-向   极移动(填“正”或“负”)。

②该电池正极的电极反应式为               。

Answer

（1）-41.8

（2）BD 1.8

（3）＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失

（4）负； O2+2H2O+4e-=OH-

【解析】

试题分析：（1）已知：①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1，②2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1，利用盖斯定律将①×-②×得NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=×(-196.6kJ•mol-1)-×(-113.0kJ•mol-1)=-41.8kJ•mol-1，故答案为：-41.8；

（2）A．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；B．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故B正确；C．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；D．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时消耗1molNO，现在同时生成1mol NO，表示正逆反应速率相等，能判断是否达到平衡状态，故D错误，故答案为：BD；

（3）由图可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件．因为在250℃、压强为1.3×104 kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强．故答案为：＜，在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失；

（4）①依据甲醇燃烧的反应原理，结合如图所示的原电池装置，负极上失电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应；一般燃料在负极上发生反应，氧气再正极发生还原反应；负极电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；阴离子移向负极；正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；故答案为：负；O2+2H2O+4e-=4OH-。

考点：考查了化学平衡移动、盖斯定律的计算、原电池原理的相关知识。