Question

【題目】研究NOx、CO等大氣污染氣體的處理，對保護環境有重要的意義。回答下列問題：

（1）NOx與CO反應生成無污染氣體的相關熱化學方程式如下:①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1=234.0 kJ·mol1，②N2(g) +O2(g)2NO(g)ΔH2=+179.5 kJ·mol1，③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=112.3 kJ·mol1，反應2NO2(g) +4CO(g)N2(g)+4CO2(g)的ΔH=__________ kJ·mol1。

（2）在一定溫度下，向2 L的恒容密閉容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO，在催化劑作用下發生反應：2NO2(g)+4CO(g)N2(g) +4CO2(g)，測得相關數據如下：

	0 min	5 min	10 min	15 min	20 min
c(NO2)/mol·L1	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)/mol·L1	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①在0~10 min，用CO2的濃度變化表示的反應速率為______________。

②為使該反應的反應速率增大，下列措施中可采用的是________(填字母代號)。

a．減小壓強 b．適當升高溫度 c．增大CO的濃度 d．選擇高效催化劑

（3）如果模擬工業上離子交換膜法制燒堿的方法,那么可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽極反應式為_______。此時通過陰離子交換膜的離子數____(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口____(填“A”“B”“C”或“D”)導出。

③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負極的電極反應式為_____。

Answer 1

【答案】-1227.8 0.088 mol·L1 min1 bcd 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 或4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于 D 2H2+4OH--4e-=4H2O

【解析】

（1）根據蓋斯定律，反應2NO2(g) +4CO(g)N2(g)+4CO2(g)可由①×4+③-②得到，因此，該反應的△H=ΔH1×4+ΔH3-ΔH2= -1227.8 kJ·mol1；

（2）①在0~10 min，用N2的濃度變化表示的反應速率為，則用CO2的濃度變化表示的反應速率為；

②為使反應的反應速率增大，可采用的措施是增大反應物濃度、增大壓強、升高溫度、加入催化劑等，因此本題可選bcd；

（3）①電解硫酸鉀溶液的陽極為水中的氫氧根離子放電，反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+ 或4OH--4e-=2H2O+O2↑；陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動，所以通過相同電量時，通過陰離子交換膜的離子數小于通過陽離子交換膜的離子數；

②電解硫酸鉀溶液的陰極為氫離子放電，會生成氫氧根，因此制得的氫氧化鉀溶液從出口D導出；

③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則負極應為氫氣，則電池負極的電極反應式為2H2+4OH--4e-=4H2O。