解题思路:(1)通过图a求出 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)反应的热化学方程式,然后利用盖斯定律将几个已知的热化学方程式进行运算即可求出2NO(g)+CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的热化学方程式;
(2)①通过表中数据可知,反应进行到20-30分钟时达到平衡状态,则K=
c(C
O
2
)c(
N
2
)
c
2
(NO)
;
②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2;
(3)温度-压强-转化率图象定一议二,做一条等压线,比较不同温度下CO平衡转化率大小判断改变温度平衡移动的方向;
(4)SO2转化为SO42-该过程为氧气氧化二价铁离子到三价铁离子,然后用三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根;
(5)SO2-O2-H2SO4形成燃料电池,通O2的电极为正极发生还原反应,同SO2的电极为负极发生氧化反应,书写电极反应式按照先总后分的顺序,先写出总的原电池方程式,然后写出正极的电极反应式,用总方程式减去正极反应式就是负极的电极反应式;
(1)通过图a可知该反应为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g),该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol 所以该反应的热化学方程式NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol①,
①NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H1=-234kJ/mol
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ/mol
③2NO (g)+O2(g)=2NO2(g)△H3=-112.3kJ/mol
根据盖斯定律①×2+③-②得2NO(g)+CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=2×△H1+△H3-△H2=-760.3KJ/mol,
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234KJ/mol,-760.3KJ/mol;
(2)①当20-30分钟时反应达到平衡K=
c(CO2)c(N2)
c2(NO)=
0.03×0.03
0.042=0.56,故答案为:0.56;
②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2,故答案为:分离出部分CO2;
(3)当压强恒定时,温度250度升高到300度CO的平衡转化率降低,说明平衡向逆向移动,所以逆向为吸热反应,正反应为放热反应△H<0,故答案为:<;
(4)三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根,离子方程式为:2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+,故答案为:2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+;
(5)原电池总方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,用总的减去正极的电极反应式得负极电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,
故答案为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;
点评:
本题考点: 热化学方程式;化学电源新型电池;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.
考点点评: 本题考查了盖斯定律求反应热、化学平衡常数及化学平衡移动的影响因素、原电池电极反应式的书写、氧化还原反应、溶度积规则等,题目难度中等.