Question

减少NO₂、SO₂、CO等有害气体对大气环境的危害，是人类的共同追求。

（1）在原子经济学原则引导下，化学家用CO与H₂在加热加压条件合成了液体燃料甲醇，其化学反应方程式为__。

（2）以甲醇做燃料的电池，如图所示，其负极是__（填a或b），负极的反应式为___，正极的反应式为___。该燃料电池在理想状态下，将有96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，则通常甲醇燃烧的热化学反应方程式为__。

（3）已知：NO₂（g）+SO₂（g）⇌SO₃（g）+NO（g）  △H=+41.8kJ•mol^﹣1。一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于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是___。

a．体系压强保持不变

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1molSO₃的同时生成1molNO₂

当上述反应平衡时，测得NO₂与SO₂体积比为1：6，则平衡常数K=__。当给已达平衡状态的上述反应升温时，平衡常数K′__。（变大、变小或不变）

Answer

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 变大

【解析】

（1）根据CO与H2在加热加压条件合成甲醇写出反应方程式；
（2）燃料电池中通入燃料的一极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，氧气在正极上生成水；96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，燃烧1mol液体甲醇放出热量为：，然后写出其热化学方程式；
（3）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数，△H＞0，升高温度平衡正移，K变大。

(1)根据CO与H2在加热加压条件合成甲醇写出方程为

，故答案为：；

(2)燃料电池中通入燃料的一极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，因此负极为b，负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，氧气在正极上生成水，正极电极反应式为：O2+4e-+4H+═2H2O；96.5%的化学能转化成电能，即消耗1mol液体甲醇所能产生的最大电能达702.1kJ，燃烧1mol液体甲醇放出热量为，其热化学方程式为：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣727.6kJ/mol，故答案为：b；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣727.6kJ/mol；

(3)a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故b正确；
c．SO3和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故c错误；
d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，故d错误；

，平衡时NO2与SO2体积比为1：6，即（a-x）：（2a-x）=1：6，故，故平衡常数，已知△H＞0，升高温度平衡正移，K变大，故答案为：b；；变大。