Question

【題目】燃料的使用和防污染是社會發(fā)展中一個無法回避的矛盾話題。

（1）我國北方冬季燒煤供暖所產(chǎn)生的廢氣是霧霾的主要來源之一。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒，能夠降低燃煤時NO的排放，主要反應(yīng)為：2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H

若①N2（g）+O2（g）═2NO（g） △H1=+180.5 kJ·mol－1

②CO（g）═C（s）+O2（g） △H2=+110.5 kJ·mol－1

③C（s）+O2（g）═CO2（g） △H3=﹣393.5 kJ·mol－1

則△H= kJ·mol－1．

（2）甲醇可以補充和部分替代石油燃料,緩解能源緊張。一定條件下,在容積為VL的密閉容器中充入a molCO與2a mol H2合成甲醇，CO平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①P1＿ P2(填“＞” 、“<” 或“=” ),理由是

②該甲醇合成反應(yīng)在A點的平衡常數(shù)K= (用a和V表示)。

③下列措施中能夠同時滿足增大反應(yīng)速率和提高CO轉(zhuǎn)化率的是 。(填寫相應(yīng)字母)

a、使用高效催化劑 b、降低反應(yīng)溫度 c、增大體系壓強

d、不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來 e、增加等物質(zhì)的量的CO和H2

（3）機動車的尾氣也是霧霾形成的原因之一。

①近幾年有人提出在催化劑條件下,利用汽油中揮發(fā)出來的C3H6催化還原尾氣中的NO氣體生成三種無污染的物質(zhì)。請寫出該過程的化學(xué)方程式： 。

②電化學(xué)氣敏傳感器法是測定汽車尾氣常用的方法之一。其中CO傳感器的工作原理如上圖所示，則工作電極的反應(yīng)式為 。

（4）工業(yè)上可以用NaOH溶液或氨水吸收過量的SO2，分別生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。相同條件下，同濃度的兩種酸式鹽的水溶液中c（SO32-）較小的是 ，用文字和化學(xué)用語解釋原因 。

Answer 1

【答案】（1）﹣746.5 kJ·mol－1

（2）① ＜ 甲醇的合成反應(yīng)是分子數(shù)減少的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高；② ③ c

（3）①2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2 ②CO－2e－＋H2O=CO2＋2H+

（4）NH4HSO3 HSO3－H+ ＋SO32－，NH4+水解使c（H+）增大，電離平衡逆向移動，c（SO32－）濃度減小。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，-①＋②×2+③×2得-180.5+110.5×2-393.5×2=﹣746.5kJ·mol－1，則2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H=﹣746.5kJ·mol－1；

（2）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，甲醇的合成反應(yīng)是分子數(shù)減少的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強，CO的轉(zhuǎn)化率提高，所以P1＜P2；

②在A點CO的轉(zhuǎn)化率為0.75，根據(jù)三段式

CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)

起始 a 2a 0

變化 0.75a 1.5a 0.75a

平衡 0.25a 0.5a 0.75a

則K=(0.75a÷V)/(0.5a÷V)2×(0.25a÷V)=12V2/a2 (mol·L－1)－2；

③a.使用高效催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)速率，不符；b.降低反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率降低，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大，不符；c.增大體系壓強，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，符合；d.不斷將CH30H從反應(yīng)混合物中分離出來，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，不符；e.增加等物質(zhì)的量的CO和H2，相當(dāng)于在1:2的基礎(chǔ)上減少H2的物質(zhì)的量，平衡逆向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，不符；選c。

（3）①根據(jù)題意，C3H6催化還原尾氣中的NO氣體生成三種無污染的物質(zhì)，這三種物質(zhì)分別為氮氣、二氧化碳和水蒸氣，然后根據(jù)化合價升降相等和原子守恒配平，則該過程的化學(xué)方程式為2C3H6+18NO= 6CO2+6H2O+9N2；

②根據(jù)CO傳感器的工作原理圖可知，工作電極是CO失電子生成CO2，則工作電極的反應(yīng)式為CO－2e－＋H2O=CO2＋2H+；

（4）根據(jù)HSO3－H+ ＋SO32－，NH4+水解使c（H+）增大，電離平衡逆向移動，c（SO32－）濃度減小，所以相同條件下，同濃度的兩種酸式鹽的水溶液中c（SO32-）較小的是NH4HSO3。