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(14分)能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题。请根据所学化学知识回答下列问题:

(1)汽车上安装催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。

已知:N2(g) + O2(g)=2NO(g)        △H=+180.5 kJ · mol1

2C(s)+ O2(g)=2CO(g)        △H=-221.0 kJ · mol1

C(s)+ O2(g)=CO2(g)          △H=-393.5 kJ · mol1

则尾气转化反应2NO(g) +2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=________________。

(2)汽车尾气分析仪对CO的含量分析是以燃料电池为工作原理,其装置如下图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2可以在固体介质中自由移动。

下列说法中正确的是_____________(填字母序号)。

A.负极的电极反应式为:CO + O2―2e=CO2

B.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b

C.工作时电极b作正极,O2由电极a通过固体介质向电极b迁移

D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高

(3)某硝酸厂利用甲醇处理废水。在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______________。

(4)煤的间接液化是先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇。若在一定温度下,向1 L密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),经10 min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下:

物  质

CO

H2

CH3OH

浓度/(mol·L1)

1.2

1.0

0.6

① 该反应的平衡常数表达式为:K=_____________________。

② 该时间内反应速率v(H2)=_________________。

③ 平衡时CO的转化率为_________________(保留1位小数)。

 

【答案】

(14分)

(1) -746.5 kJ · mol1                                                 (3分)

(2)A B D                                                            (3分)

(3)5 : 6                                                              (2分)

(4)①                                                                (2分)

② 0.12 mol/(L·min)                                                (2分)

③ 33.3%                                                           (2分)

(以上答案仅供参考,合理答案均给分)

【解析】

 

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(2011?南开区一模)能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题.请根据所学化学知识回答下列问题:
(1)汽车上安装催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染.
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ?mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
则尾气转化反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=
-746.5kJ?mol-1
-746.5kJ?mol-1

(2)汽车尾气分析仪对CO的含量分析是以燃料电池为工作原理,其装置如下图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质中自由移动.
下列说法中正确的是
ABD
ABD
(填字母序号).
A.负极的电极反应式为:CO+O2--2e-=CO2
B.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
C.工作时电极b作正极,O2-由电极a通过固体介质向电极b迁移
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
(3)某硝酸厂利用甲醇处理废水.在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2.若该反应消耗32g CH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为
5:6
5:6

(4)煤的间接液化是先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇.若在一定温度下,向1L密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),经10min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下:
物  质 CO H2 CH3OH
浓度/(mol?L-1 1.2 1.0 0.6
①该反应的平衡常数表达式为:K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
.②该时间内反应速率v(H2)=
0.12mol/(L?min)
0.12mol/(L?min)
.③平衡时CO的转化率为
33.3%
33.3%
(保留1位小数).

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