Question

【題目】空氣質量與我們的健康息息相關，目前我國通過監測6項污染物的質量濃度來計算空氣質量指數（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）= ， 此反應在該溫度下的平衡常數K= ．
（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反應（填“放熱”或“吸熱”）．
②A、B、C三點的平衡常數KA、KB、KC的大小關系為 ． A、B兩點對應的壓強大小關系是PAPB（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③若將達到平衡狀態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 ， 理論上通過外電路的電子最多為 mol．

Answer 1

【答案】
（1）0.075mol/（L?min）；9
（2）KA=KB＞KC；KA=KB＞KC；小于；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；30
【解析】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

= 可求得：n= =0.75
υ（SO2）= =0.075mol/（Lmin）
因其體積是2L，求出各自的濃度代入可求K
K= =9
所以答案是：0.075mol/（Lmin）；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，據勒夏特列原理，正反應放熱．
所以答案是：放熱；
②化學平衡常數只受溫度的影響，該反應放熱，溫度越高平衡逆向移動，K值減小．增大壓強，平衡正向移動，CO的轉化率增大，可知PA 小于PB ，
所以答案是：KA=KB＞KC；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的價態從﹣2變為+4，H、O價態沒變，所以1molCH3OH燃燒轉移6mol電子，故5molCH3OH反應轉移電子為：5×6=30．
所以答案是：O2+2H2O+4e﹣=4 OH﹣；30．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．