Question

1．空氣質量與我們的健康息息相關，目前我國通過監(jiān)測6項污染物的質量濃度來計算空氣質量指數(shù)（AQI），SO₂、NO₂和CO是其中3項中的污染物．
（1）一定溫度下，向固定體積為2L的密閉容器中充入SO₂和NO₂各1mol，發(fā)生反應SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g），測得上述反應5min末到達平衡，此時容器中NO與NO₂的體積比為3：1，則這段時間內SO₂的反應速率υ（SO₂）=0.075mol/（L•min），此反應在該溫度下的平衡常數(shù)K=9．
（2）甲醇日趨成為重要的有機燃料，通常利用CO和H₂合成甲醇，其反應的化學方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．今在一容積可變的密閉容器中，充有10mol CO和20mol H₂用于合成甲醇．CO的平衡轉化率（α）與溫度（T）、壓強（P）的關系如圖所示：
①上述合成甲醇的反應為放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
②A、B、C三點的平衡常數(shù)K_A、K_B、K_C的大小關系為K_A=K_B＞K_C．A、B兩點對應的壓強大小關系是P_A小于P_B（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若將達到平衡狀態(tài)A時生成的甲醇用于構成甲醇一氧氣燃料電池，電解質溶液為KOH濃溶液，則該電池工作時正極的電極反應式為O₂+2H₂O+4e-=4OH^-，理論上通過外電路的電子最多為30mol．

Answer 1

分析 （1）設參加反應的SO₂為nmol 
             SO₂（g）+NO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）
反應前（mol）  1        1       0        0
反應了（mol）  n        n       n        n
5min末（mol） 1-n      1-n      n        n
可以此計算相關量；
（2）①化學平衡圖象分析方法，平衡圖象題主要注意三點一趨勢，三點是：圖象的起點、拐點、終點，一趨勢是看曲線的變化趨勢．當然要看好橫、縱坐標的向量．
②對于一個給定的化學反應，化學平衡常數(shù)的影響因素只有溫度；
③堿性條件下，正極發(fā)生還原反應生成OH^-．

解答 解（1）設參加反應的SO₂為nmol 
             SO₂（g）+NO₂（g）=SO₃（g）+NO（g）
反應前（mol）  1        1       0        0
反應了（mol）  n        n       n        n
5min末（mol） 1-n      1-n      n        n
$\frac{n}{1-n}$=$\frac{3}{1}$可求得：n=$\frac{3}{4}$=0.75
υ（SO₂）=$\frac{0.75}{2×5}$=0.075mol/（L•min）
因其體積是2L，求出各自的濃度代入可求K
K=$\frac{0.375×0.375}{0.125×0.125}$=9
故答案為：0.075mol/（L•min）；9；
（2）①從圖上可見，在P₂時，隨溫度的升高CO的轉化率越來越低，可見，升溫時平衡向逆向移動，據(jù)勒夏特列原理，正反應放熱．
故答案為：放熱；
②化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，該反應放熱，溫度越高平衡逆向移動，K值減�。�增大壓強，平衡正向移動，CO的轉化率增大，可知P_A 小于P_B，
故答案為：K_A=K_B＞K_C；小于；
③燃料電池的正極，是氧氣反應，在堿性條件下有水參與生成氫氧根．O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
A點CO的平衡轉化率50%，參加反應的CO為：10mol×50%=5mol
從CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）分析，生成CH₃OH也為5mol，CH₃OH燃燒生成二氧化碳和水，只有C的價態(tài)從-2變?yōu)?4，H、O價態(tài)沒變，所以1molCH₃OH燃燒轉移6mol電子，故5molCH₃OH反應轉移電子為：5×6=30．
故答案為：O₂+2H₂O+4e-=4 OH^-；30．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握化學平衡的計算方法以及圖象的判斷，把握電極方程式的書寫，難度不大．