Question

【題目】能源開發、環境保護、資源利用等是當今社會的熱門話題。請根據所學化學知識回答下列問題：

(1)汽車上安裝催化轉化器，可使汽車尾氣中的主要污染物(CO、NOx、碳氫化合物)進行相互反應，生成無毒物質，減少汽車尾氣污染。

已知：N2(g) + O2(g)＝2NO(g) △H＝+180.5 kJ·mol－1；

2C(s)+ O2(g)＝2CO(g) △H＝－221.0 kJ·mol－1；

C(s)+ O2(g)＝CO2(g) △H＝－393.5 kJ·mol－1；

則尾氣轉化反應2NO(g) +2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)的△H＝________________。

(2)某硝酸廠利用甲醇處理廢水。在一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應消耗32 g CH3OH轉移6 mol電子，則參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比為______________。

(3)煤的間接液化是先轉化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇。若在一定溫度下，向1 L密閉容器中加入CO和H2，發生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，經10 min反應達到平衡時測得各組分的濃度如下：

物質	CO	H2	CH3OH
濃度/(mol·L－1)	1.2	1.0	0.6

①該反應的平衡常數表達式為：K＝_____________________。

②該時間內反應速率υ(H2)＝_________________。

③平衡時CO的轉化率為_________________(保留1位小數)

Answer 1

【答案】-746.5kJ/mol 5:6 0.12mol·L-1·min-1 33.3%

【解析】

(1)已知：①N2(g) + O2(g)＝2NO(g) △H＝+180.5 kJ·mol－1；

②2C(s)+ O2(g)＝2CO(g) △H＝－221.0 kJ·mol－1；

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

根據蓋斯定律可知③×2-①-②即得到反應2NO(g) +2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)的；

(2)32g甲醇能轉移6mol電子即1mol甲醇能夠轉移6mol電子；1mol硝酸被還原為N2，可轉移5mol電子，所以還原劑和氧化劑的物質的量之比為5:6；

(3)①由反應方程式可知，該反應的平衡常數表達式為；

②由反應方程式可知，10min內甲醇濃度增加0.6mol/L，那么H2濃度減少了1.2mol/L，這段時間內氫氣的反應速率為；

③由反應方程式可知，10min內甲醇的濃度增加了0.6mol/L，那么CO的濃度減少了0.6mol/L，那么CO的轉化率為。