Question

（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g）△H=-196.6kJ?mol^-1；2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1 ．則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=______kJ?mol^-1
一定條件下，將NO₂與SO₂ 按體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是______．
a．體系壓強保持不
b．混合氣體顏色保持不變
c．SO₃與NO的體積比保持不變
d．每消耗1mol SO₃的同時生成1mol NO₂
（2）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖1所示．該反應(yīng)△H______0（填“＞”或“＜”）．實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是______



（3）甲醇（CH₃OH）燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2．甲醇進入______極（填“正”或“負”），正極發(fā)生的電極反應(yīng)為______．
（4）101kPa時，若16gCH₃OH完全燃燒生成液態(tài)水，放出熱量為363.25kJ/mol，則甲醇燃燒的熱化學方程式為______．

Answer 1

（1）根據(jù)蓋斯定律，將第二個方程式顛倒過來，與第一個方程式相加得：2NO₂+2SO₂═2SO₃+2NO，△H=-83.6 kJ?mol^-1，則NO₂+SO₂?SO₃+NO，△H=-41.8 kJ?mol^-1；
a、本反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故體系的壓強保持不變，故a不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)；
b、隨著反應(yīng)的進行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故b可以說明反應(yīng)已達平衡；
c、SO₃和NO都是生成物，比例保持1：1，故c不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)；
d、d中所述的兩個速率都是逆反應(yīng)速率，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)；故選b；
故答案為：-41.8；b；
（2）由圖可知，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；壓強大，有利于加快反應(yīng)速率，有利于使平衡正向移動，但壓強過大，需要的動力大，對設(shè)備的要求也高，故選擇250℃、1.3×104kPa左右的條件．因為在250℃、壓強為1.3×10⁴ kPa時，CO的轉(zhuǎn)化率已較大，再增大壓強，CO的轉(zhuǎn)化率變化不大，沒有必要再增大壓強，
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失；
（3）甲醇燃料電池中，甲醇中C元素的化合價升高，則甲醇為負極，電解質(zhì)為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳，電極反應(yīng)為CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，氧氣再正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)在酸溶液中生成水，反應(yīng)的電極反應(yīng)為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，
故答案為：負；  O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（4）101kPa時，若16gCH₃OH物質(zhì)的量為0.5mol，完全燃燒生成液態(tài)水，放出熱量為363.25kJ/mol，則1mol甲醇燃燒放熱726.5KJ；反應(yīng)的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+3/2 O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+3/2 O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ/mol．