Question

（1）反應(yīng)aA （g）+bB （g）

催化劑

Cc（g）（△H＜0）在等容條件下進(jìn)行．改變其他  反應(yīng)條件，在I、II、III階段體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖1所示，請(qǐng)回答：

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為

 

；
②A的平衡轉(zhuǎn)化率ar（A）、a₁₁（A）、a_III（A）中最小的是

 

，其值是

 

（保留2位有效數(shù)字）．
③由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動(dòng)的方向是

 

（填“向左”、“向右”或“不移動(dòng)”），采取的措施是

 

．
④比較第Ⅱ階段和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度的高低和平衡常數(shù)的關(guān)系：T₂

 

T₃、K₂

 

 K₃（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）2NO₂有較強(qiáng)的氧化性，能將SO₂氧化成SO₃，本身被還原成NO，已知下列兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖2所示：則NO₂氧化SO₂的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）若用如圖3的電解池（X、Y均為惰性電極）電解含有0.04mol CuSO₄和0.04mol NaCl的混合溶液400mL，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體672mL（標(biāo)況）時(shí)，陰極析出的金屬銅的質(zhì)量是

 

，溶液的pH=

 

（假設(shè)電解后溶液體積不變）．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素,電解原理

專(zhuān)題：

分析：（1）①由圖可知第Ⅰ階段，平衡時(shí)△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，根據(jù)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；
②轉(zhuǎn)化率是物質(zhì)的減少量與初始量的比值，計(jì)算三個(gè)階段B的轉(zhuǎn)化率，據(jù)此解答；
③由圖可知第Ⅱ階段各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化，可推知平衡移動(dòng)的方向；
④第Ⅲ階段的開(kāi)始與第Ⅱ階段的平衡各物質(zhì)的量均相等，根據(jù)A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動(dòng)的，根據(jù)平衡開(kāi)始時(shí)濃度確定此平衡移動(dòng)不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強(qiáng)也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，可以推測(cè)為降低溫度，另外結(jié)合A的速率在三個(gè)階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據(jù)勒夏特列原理，平衡的移動(dòng)只能減弱改變，不能抵消改變，因此達(dá)到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時(shí)的溫度低；
（2）根據(jù)圖示寫(xiě)出兩個(gè)熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律將兩個(gè)反應(yīng)相加或相減以得到NO₂（g）與SO₂（g）生成SO₃（g）和NO（g）的反應(yīng)熱，再書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算陰極上析出的物質(zhì)，再根據(jù)氧氣計(jì)算生成的c（H⁺），從而得出其pH．

解答： 解：（1）①由圖可知第Ⅰ階段，平衡時(shí)△c（A）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，△c（B）=6mol/L-3mol/L=3mol/L，△c（C）=2mol/L，濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故a：b：c=1mol/L：3mol/L：2mol/L=1：3：2，則方程式為：A （g）+3B （g）

催化劑

2C（g），
故答案為：A （g）+3B （g）

催化劑

2C（g）；
②B的平衡轉(zhuǎn)化率α_Ⅰ（A）=

1mol/L

2mol/L

×100%=50%，α_Ⅱ（A）=

1mol/L-0.62mol/L

1mol/L

×100%=38%，α_Ⅲ（A）=

0.62mol/L-0.5mol/L

0.62mol/L

×100%=19.4%，故α_Ⅰ（A）最大，α_Ⅲ（A）=19.4%，
故答案為：α_Ⅲ（A）；19.4%；
③第Ⅱ階段C是從0開(kāi)始的，瞬間A、B濃度不變，因此可以確定第一次平衡后從體系中移出了C，即減少生成物濃度，平衡正向移動(dòng)，
故答案為：向右；從反應(yīng)體系中移出產(chǎn)物C；
④第Ⅲ階段的開(kāi)始與第Ⅱ階段的平衡各物質(zhì)的量均相等，根據(jù)A、B的量減少，C的量增加可判斷平衡是正向移動(dòng)的，根據(jù)平衡開(kāi)始時(shí)濃度確定此平衡移動(dòng)不可能是由濃度的變化引起的，另外題目所給條件容器的體積不變，則改變壓強(qiáng)也不可能，因此一定為溫度的影響，此反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，可以推測(cè)為降低溫度，另外結(jié)合A的速率在三個(gè)階段的情況，確定改變的條件一定為降低溫度，根據(jù)勒夏特列原理，平衡的移動(dòng)只能減弱改變，不能抵消改變，因此達(dá)到平衡后溫度一定比第Ⅱ階段平衡時(shí)的溫度低；此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)變大，所以K₂＜K₃；
故答案為：＞；＜；
（2）由圖示得到以下兩個(gè)方程式：
①2SO₂（g）+O₂（g）2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
②2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律可知，

①-②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
則△H=

-196.6kJ/mol-(-113.0kJ/mol)

2

=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（3）電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，陽(yáng)極上先生成氯氣后生成氧氣，陰極上先生成銅，后生成氫氣，陽(yáng)極上氯氣完全析出時(shí)，氯氣的體積=

0.04mol

2

×22.4L/mol=448mL＜672mL，所以陽(yáng)極上還有224mL氧氣，陽(yáng)極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.04mol×1+

0.224L

22.4L/mol

=0.08mol，陰極上銅完全析出時(shí)，需要電子的物質(zhì)的量=0.04mol×2=0.08mol，所以陰極上不析出氫氣，只析出0.04mol的銅即0.04×64=2.56g，而陽(yáng)極生成224mL氧氣時(shí)，陽(yáng)極附近同時(shí)生成C（H⁺）=

0.224L 22.4L/mol ×4

0.4L

=0.1mol/L，所以溶液的pH=1，
故答案為：2.56g；1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、蓋斯定律的應(yīng)用以及電解池的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難度較難，尤其是圖象較為復(fù)雜，學(xué)生思路容易混亂；