Question

（2013?徐州模擬）碳氧化物和氨氧化物在工業(yè)生產中有著廣泛應用．

（1）工業(yè)上利用CO和H₂在催化劑存在下合成甲醇．
主反應：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1
副反應：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-206kJ?mol^-1
①反應2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的△H=

24

kJ?mol^-1．
②工業(yè)中常用醇為燃料制成燃料電池（如圖1所示），通入甲醇的電極是

負

極（填“正”或“負”）；該電池的正極反應式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（2）氮氧化物進入大氣后，可形成硝酸型酸雨和光化學煙霧，必須對其進行處理．
①用過量的NaOH溶液吸收NO₂氣體，所得的溶液中除了含有NaOH，還含有

NaNO₃、NaNO₂

．②為避免污染，常給汽車安裝尾氣凈化裝置．凈化裝置里裝有催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如圖2所示．出凈化過程中的總化學反應方程式：

2NO+O₂+4CO

催化劑  .

4CO₂+N₂

．
③某工廠排出的尾氣中NO_x的含量為0.56%（體積分數(shù)），用氨氣可以將其轉化為無害氣體，發(fā)生的反應為：6NO_x+4xNH₃=（3+2x）N₂+6xH₂O，若處理1×1×10⁴L（標準狀況）該尾氣需42.5gNH₃，則x=

1.5

．

Answer 1

分析：（1）①、根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行適當?shù)募訙p，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的加減；
②、原電池負極發(fā)生氧化反應，甲醇發(fā)生氧化反應，應在負極放電，氧氣發(fā)生還原反應，在正極放電，堿性條件下生成氫氧根；
（2）①、NaOH溶液吸收NO₂氣體發(fā)生反應3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，據(jù)此判斷；
②、由圖2可知，NO₂為中間產物，反應物為NO、O₂、CO，產物為CO₂、N₂，配平寫出方程式；
③計算出NO_x的體積，再利用n=

V

Vm

計算NO_x的物質的量，利用n=

m

M

計算氨氣的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數(shù)之比計算x的值．

解答：解：（1）①、已知：Ⅰ、CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ?mol^-1
Ⅱ、2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-206 kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，Ⅱ-Ⅰ×2得2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），所以該熱化學方程式的△H=（-206 kJ?mol^-1）-2×（-91 kJ?mol^-1）=-24 kJ?mol^-1；
故答案為：24；
②甲醇發(fā)生氧化反應，原電池負極發(fā)生氧化反應，故應在負極通入甲醇，正極發(fā)生還原反應，氧氣在正極放電，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：負，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①NaOH溶液吸收NO₂氣體發(fā)生反應3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，故所得的溶液中除了含有NaOH，還含有NaNO₃、NaNO₂；
故答案為：NaNO₃、NaNO₂；
②NO₂為中間產物，反應物為NO、O₂、CO，產物為CO₂、N₂，反應方程式為2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂；
故答案為：2NO+O₂+4CO

催化劑  .

4CO₂+N₂；
③1×10⁴L尾氣中NO_x的體積為：1×10⁴L×0.56%=56L，標準狀況下NO_x的物質的量為

56L

22.4L/mol

=2.5mol，42.5gNH₃的物質的量為

42.5g

17g/mol

=2.5mol，物質的量之比等于化學計量數(shù)之比，所以2.5mol：2.5mol=6：4x，解得x=1.5；
故答案為：1.5．

點評：考查利用蓋斯定律進行反應熱計算、原電池、汽車尾氣主要污染物的處理等，難度中等，注意（1）②中負極電極反應式的書寫，可以利用總反應式減去正極電極反應式，培養(yǎng)了學生分析問題的能力及環(huán)保意識．