Question

化学在解决雾霾污染中有着重要的作用，雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物（包括PM2.5）、氮氧化物（NO_x）、CO、SO₂等。

（1）已知：NO（g）+O₂（g）NO₂（g）△H=﹣56.5kJ•mol^﹣1

2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H=﹣196.6kJ•mol^﹣1

则反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）△H=              kJ•mol^﹣1

一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有            。

a．混合气体的平均相对分子质量       b．混合气体颜色保持不变

c．SO₃和NO的体积比保持不变        d．每消耗1mol SO₃的同时生成1mol NO₂

（2）CO综合利用。

①CO用于合成甲醇反应方程式为：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g），若起始投入1molCO，2mol H₂，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1，得知该反应△H      0，该反应实际生产条件控制在            ℃、1.3×10⁴kPa左右最为适宜。

②电解CO制备CH₄，电解质为碳酸钠溶液，工作原理如图2所示，写出阴极区电极反应式            。

Answer

-41.8； b； ＜； 250； CO+6e-+5H2O＝6OH-+CH4

【解析】

试题分析：（1）已知：①NO（g）+O2（g）NO2（g）△H=﹣56.5kJ•mol﹣1

②2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=﹣196.6kJ•mol﹣1

由盖斯定律可知②÷2-①即得到反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的反应热△H＝-196.6 kJ·mol－1÷2+56.5 kJ·mol－1＝－41.8 kJ·mol－1。

a．该反应左右气体系数和相等，在密闭容器中，根据M=m÷n，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，a错误；b．体系中只有二氧化氮有颜色，颜色不变，说明其浓度不变，可以说明反应达到平衡，b正确；c．因为三氧化硫和一氧化氮均是生成物，二者的体积比始终是1:1，不能说明反应达到平衡，c错误；D．消耗三氧化硫和生成二氧化氮都是逆反应，不能说明反应达到平衡，d错误；答案选b。

（2）①根据图像可知，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，而升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以正反应方向为放热反应，则△H ＜0；根据图像，该反应的实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右最为适宜。

②电解CO制备CH4，电解质为碳酸钠溶液，根据工作原理图可知，阴极CO得电子生成CH4，电极反应式为CO+6e-+5H2O＝6OH-+CH4。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡状态的判断，影响平衡的因素，电解池的工作原理。