Question

研究SO₂、NO_x、CO等氣體的性質(zhì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)具有重要意義．
（1）相同物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

，所得溶液中c（H⁺）-c（OH^-）=

 

 （填字母編號(hào)）．
A．c（SO₃^2-）-c（H₂SO₃）
B．c（SO₃^2-）+c（NH₃．H₂O）-c（H₂SO₃）
C．c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）
D．c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）
（2）通過(guò)NO_x傳感器可監(jiān)測(cè)大氣中NO_x的含量，其工作原理如圖所示，甲、乙兩電極均Pt電極，電解質(zhì)為熔融氧化物．
①乙電極上發(fā)生的是

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）；
②甲電極上的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）將不同物質(zhì)的量的H₂O（g）和 CO分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：H₂O（g）+CO（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H，得到如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	CO	H2
Ⅰ	650	2	4	2.4	1.6	5
Ⅱ	900	1	2	1.6	0.4	3
Ⅲ	900	2	1	a	b	t

①由表中數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的△H

 

 0（填“＞”或“＜”）．
②650℃時(shí)，若在此容器中開(kāi)始充入2mol H₂O（g）、lmol CO、1mol CO₂和2molH₂，則反應(yīng)在開(kāi)始時(shí)

 

進(jìn)行（填“正向”或“逆向”）．
③實(shí)驗(yàn)Ⅲ中a=

 

，達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)II和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率的大小關(guān)系為：a₂（H₂O）

 

a₃（H₂O）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,電解原理

專(zhuān)題：

分析：（1）相同物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水反應(yīng)生成亞硫酸氫銨；結(jié)合溶液中電荷守恒和物料守恒分析判斷選項(xiàng)；
（2）根據(jù)圖片知，鉑電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)而作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則NiO為負(fù)極，正極上電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-═2O^2-，負(fù)極上電極反應(yīng)式為：NO-2e^-+O^2-═NO₂，結(jié)合電池內(nèi)部離子移動(dòng)方向判斷；
（3）①列三段表示出實(shí)驗(yàn)1各物質(zhì)濃度的變化情況，然后根據(jù)速率公式：v（CO₂）=

△c(CO2)

△t

；K=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

；
第二組溫度比第一組高，反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半，但是平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量比第一組的一半少，說(shuō)明該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)；
②考查平衡常數(shù)的應(yīng)用，比較Qc與K的關(guān)系，要使反應(yīng)向 正方向進(jìn)行應(yīng)滿足Qc小于K；
③依據(jù)平衡常數(shù)不變列式計(jì)算a，反應(yīng)物有兩種或兩種以上，增大一種反應(yīng)物的量可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）相同物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫銨，反應(yīng)的離子方程式為SO₂+NH₃+H₂O═NH₄⁺+HSO₃^-，溶液中存在電荷守恒：c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（NH₄⁺），c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺），D正確，C錯(cuò)誤；溶液中存在物料守恒：c（NH₄⁺）+c（NH₃?H₂O）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃），結(jié)合電荷守恒和物料守恒可知c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）=c（SO₃^2-）+c（NH₃．H₂O）-c（H₂SO₃），所以A錯(cuò)誤，B正確；
故答案為：SO₂+NH₃+H₂O═NH₄⁺+HSO₃^-；BD；
（2）①根據(jù)圖可知，固體電解質(zhì)中氧離子向負(fù)極移動(dòng)，甲電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，乙電極上氧氣得電子生成氧離子，做原電池正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
故答案為：還原；
②甲電解是負(fù)極，電極上一氧化氮失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮，電極反應(yīng)式為NO-2e^-+O^2-═NO₂，故答案為：NO-2e^-+O^2-═NO₂；
（3）①H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始 1mol/L      2mol/L         0         0
轉(zhuǎn)化 0.8mol/L    0.8mol/l     0.8mol/L    0.8mol/L
平衡0.2mol/L     1.2mol/L      0.8mol/L   0.8mol/L
K=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

=

0.8×0.8

0.2×1.2

=

8

3

；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)第二組溫度比第一組高，反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半，但是平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量比第一組的一半少，說(shuō)明該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)，△H＜0；
故答案為：＜；
②650℃時(shí)，若在此容器中開(kāi)始充入2mol H₂O（g）、1mol CO、1mol CO₂和 2 mol H₂，此時(shí)Qc=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

=

0.5×1

1×0.5

=1，要使反應(yīng)向正反向進(jìn)行需滿足條件：Qc＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行；
故答案為：正向；
③Ⅱ，900°C H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始   0.5 mol/L   1mol/L  0         0
轉(zhuǎn)化  0.2mol/L    0.2mol/l  0.2mol/L  0.2mol/L
平衡0.3mol/L     0.8mol/L  0.2mol/L   0.2mol/L
K=

0.2×0.2

0.3×0.8

=

1

6

Ⅲ，900°C  H₂O（g）+CO（g）=CO₂（g）+H₂（g）
初始      1 mol/L       0.5ol/L          0         0
轉(zhuǎn)化（ 0.5-0.5a）mol/L （0.5-05a）mol/l  （0.5-05a）mol/l   （0.5-05a）mol/l 
平衡  （0.5+05a）mol/l      0.5amol/L      （0.5-05a）mol/l    （0.5-05a）mol/l

(0.5-0.5a)2

(0.5+0.5a)0.5a

=

1

6

a=0.6mol，
反應(yīng)物有兩種或兩種以上，增大一種反應(yīng)物的量可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，a₂（H₂O）＞a₃（H₂O），
故答案為：0.6；＞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解質(zhì)溶液中電荷守恒、物料守恒的分析計(jì)算，化學(xué)平衡的分析判斷，平衡常數(shù)計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．