Question

【題目】減少NO2、SO2、CO等有害氣體對(duì)大氣環(huán)境的危害，是人類的共同追求。

（1）在原子經(jīng)濟(jì)學(xué)原則引導(dǎo)下，化學(xué)家用CO與H2在加熱加壓條件合成了液體燃料甲醇，其化學(xué)反應(yīng)方程式為__。

（2）以甲醇做燃料的電池，如圖所示，其負(fù)極是__（填a或b），負(fù)極的反應(yīng)式為___，正極的反應(yīng)式為___。該燃料電池在理想狀態(tài)下，將有96.5%的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，即消耗1mol液體甲醇所能產(chǎn)生的最大電能達(dá)702.1kJ，則通常甲醇燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為__。

（3）已知：NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） △H=+41.8kJmol﹣1。一定條件下，將NO2與SO2以體積比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(dá)到平衡狀態(tài)的是___。

a．體系壓強(qiáng)保持不變

b．混合氣體顏色保持不變

c．SO3和NO的體積比保持不變

d．每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2

當(dāng)上述反應(yīng)平衡時(shí)，測(cè)得NO2與SO2體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=__。當(dāng)給已達(dá)平衡狀態(tài)的上述反應(yīng)升溫時(shí)，平衡常數(shù)K′__。（變大、變小或不變）

Answer 1

【答案】CO+2H2CH3OH b CH3OH﹣6e-+H2O=CO2+6H+ O2+4H++4e-=2H2O CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H=﹣727.6kJ/mol b 變大

【解析】

（1）根據(jù)CO與H2在加熱加壓條件合成甲醇寫出反應(yīng)方程式；
（2）燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該燃料電池的電解質(zhì)溶液呈酸性，所以負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，氧氣在正極上生成水；96.5%的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，即消耗1mol液體甲醇所能產(chǎn)生的最大電能達(dá)702.1kJ，燃燒1mol液體甲醇放出熱量為：，然后寫出其熱化學(xué)方程式；
（3）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，可計(jì)算平衡常數(shù)，△H＞0，升高溫度平衡正移，K變大。

(1)根據(jù)CO與H2在加熱加壓條件合成甲醇寫出方程為

，故答案為：；

(2)燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該燃料電池的電解質(zhì)溶液呈酸性，所以負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，因此負(fù)極為b，負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，氧氣在正極上生成水，正極電極反應(yīng)式為：O2+4e-+4H+═2H2O；96.5%的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，即消耗1mol液體甲醇所能產(chǎn)生的最大電能達(dá)702.1kJ，燃燒1mol液體甲醇放出熱量為，其熱化學(xué)方程式為：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣727.6kJ/mol，故答案為：b；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣727.6kJ/mol；

(3)a．無論是否達(dá)到平衡，體系壓強(qiáng)都保持不變，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．SO3和NO的計(jì)量數(shù)之比為1：1，無論是否達(dá)到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則每消耗1mol SO3的同時(shí)生成1molNO2，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；

，平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1：6，即（a-x）：（2a-x）=1：6，故，故平衡常數(shù)，已知△H＞0，升高溫度平衡正移，K變大，故答案為：b；；變大。