Question

環(huán)境保護和能源開發(fā)是當(dāng)今社會的熱門話題．根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識解答下列問題：
（1）在汽車上安裝三效催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物（CO、NO_x、碳氫化合物）進行相互反應(yīng)，生成無毒物質(zhì)，減少汽車尾氣污染．
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol；  
 2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol；
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
尾氣轉(zhuǎn)化的反應(yīng)之一：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=

 

．
請在答題紙中畫出這個反應(yīng)在反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標(biāo)注：

 

（2）汽車尾氣分析儀對CO的分析是以燃料電池為工作原理，其裝置如圖所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉，其中O^2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動．

下列說法錯誤的是

 

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A．負極的電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-=CO₂
B．工作時電極b作正極，O^2-由電極a流向電極b
C．工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b
D．傳感器中通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高
（3）某新型鋁-空氣燃料電池，以鋁為負極，在正極通入空氣，若以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，放電時正極反應(yīng)都為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．那么若以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池負極反應(yīng)為：

 

；若以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液，則總反應(yīng)為：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律把已知方程式加減得出NO與CO催化轉(zhuǎn)化成N₂和CO₂的化學(xué)方程式，焓變相應(yīng)的加減，從而得出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量大于生成物的能量；
（2）該裝置是原電池，負極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，原電池放電時電子從負極流向正極，陰離子向負極移動，一氧化碳的含量越大，原電池放電時產(chǎn)生的電流越大；
（3）堿性條件下，Al在負極失電子生成AlO₂^-；以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液時Al與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鋁．

解答： 解：（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol①
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol②
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol ③
由蓋斯定律得③×2-②-①，則NO （g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）所以△H=（-393.5kJ/mol）×2-（-221.0kJ/mol）-（+180.5kJ/mol）=-746.5 kJ/mol，
該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，則該反應(yīng)在反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖為：；
故答案為：-746.5 kJ/mol；；   
（2）A．該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負極，負極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-═CO₂，故A正確；
B．工作時電極b作正極，O^2-由電極b流向電極a，故B錯誤；
C．該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負極，通入空氣的電極是正極，原電池放電時，電子從負極a通過傳感器流向電極b，故C正確；
D．一氧化碳的含量越大，CO失去的電子的物質(zhì)的量越大，原電池放電時產(chǎn)生的電流越大，故D正確；
故答案為：B；
（3）堿性條件下，Al在負極失電子生成AlO₂^-，則負極的電極反應(yīng)為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液時Al與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鋁，則電池的總反應(yīng)為4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃．

點評：本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、原電池原理等，注意把握原電池中電極方程式的書寫方法及溶液的酸堿性對反應(yīng)的影響，題目難度中等．