Question

Ⅰ．2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g) +N2(g) ，在密閉容器中發(fā)生該反應時，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線，如下圖所示。

據(jù)此判斷：

（1）該反應的ΔH????? 0（選填“＞”、“＜”）。

（2）若在一定溫度下，將1.0 mol NO、0.5 mol CO充入0.5 L固定容積的容器中，達到平衡時NO、CO、CO2、N2物質的量分別為：0.8 mol、0.3 mol、0.2 mol、0.1 mol，該反應的化學平衡常數(shù)為K=???????? ；若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.3 mol，平衡將????????? 移動（選填“向左”、“向右”或“不”）。

Ⅱ．以甲烷為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。

回答下列問題：

（1）B極為電池????? 極，電極反應式為????????????????????????????????????? 。

（2）若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解100 mL 1 mol/L的硫酸銅溶液，當兩極收集到的氣體體積相等時，理論上消耗的甲烷的體積為???????? （標況下）。

Ⅲ．FeS飽和溶液中存在：FeS(s) Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp=c(Fe2＋)·c(S2－),常溫下Ksp=1.0×10－16。又知FeS飽和溶液中c(H＋)與c(S2－)之間存在以下限量關系：[c(H＋)]2·c(S2－)＝1.0×10－22，為了使溶液中c(Fe2＋)達到1 mol/L，現(xiàn)將適量FeS投入其飽和溶液中，應調節(jié)溶液中的pH為?????? 。

 

Answer 1

【答案】

I．（1）＜（2分）

（2）k= 5/144 或0.0347? （2分）?? 不（2分）

II．（1） 負（2分）??? CH4 + 4O2——8e—= CO2+ 2H2O；（2分）?

（2） 1.12 L（2分，沒有寫單位得1分）???

III．3 （3分）

【解析】

試題分析：I．（1）結合圖像分析，T1時先到達平衡，平衡時二氧化碳的濃度小，說明升高溫度平衡左移，所以正反應為放熱反應，ΔH＜0；（2）化學平衡常數(shù)=生成物濃度的系數(shù)次方/反應物濃度的系數(shù)次方，所以k= 5/144 或0.0347；再向容器中充入CO、N2各0.3 mol時， Qc=k,平衡不移動。II．（1）燃料電池中負極通燃料，發(fā)生氧化反應，正極通氧氣，發(fā)生還原反應。所以負極上甲烷失去電子結合氧離子形成二氧化碳和水，正極上氧氣得到電子形成氧負離子。（2）用石墨做電極電解100 mL 1 mol/L的硫酸銅溶液時，陽極電極反應為：4OH——4e—= O2 + 2H2O；陰極先是：Cu2++2e— = Cu,然后是：2H++2e—= H2，設生成氧氣amol，根據(jù)電子守恒可得：4a=0.1×2+2a, a=0.1mol。1molCH4轉移電子8mol，所以消耗甲烷0.05mol；III．根據(jù)題目所給信息，c(Fe2＋)達到1 mol/L時，c(S2－)= 1.0×10－16，因為[c(H＋)]2·c(S2－)＝1.0×10－22，所以c(H＋)= 1.0×10－3，pH=3。

考點：考查化學平衡常數(shù)、化學平衡圖像分析、燃料電池電極方程式的書寫、電子守恒的應用、溶度積計算等知識。