Question

【題目】社會在飛速發(fā)展，環(huán)境問題也備受關(guān)注，如何減少污染，尋求清潔能源是現(xiàn)代學(xué)者研究的方向。

Ⅰ、為了模擬汽車尾氣在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況

（1）控制條件，讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，用傳感器測得不同時間NO和CO的濃度如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)(10-4mol/L)	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c(CO)(10-3mol/L)	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=_______

（2）用氨氣催化氧化還原法脫硝(NOx)

①根據(jù)下圖 (縱坐標(biāo)是脫硝效率、橫坐標(biāo)為氨氮物質(zhì)的量之比)，判斷提高脫硝效率的最佳條件是：___。

②已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+akJ/mol

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-bk/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-ckJ/mol其中a、b、c均為大于0。

則放熱反應(yīng):4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)△H=________。

Ⅱ、甲醇是一種很好的燃料

（1）在壓強為0.1MPa條件下，a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（l） △H＜0 。為了尋找合成甲醇的適宜溫度和壓強，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在了下面的實驗設(shè)計表中．

實驗編號	T（℃）	n（CO）/n（H2）	P（MPa）
①	180	2：3	0.1
②	n	2：3	5
③	350	m	5

表中剩余的實驗數(shù)據(jù)：n=________，m=________．

（2）CH3OH燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。下列說法正確的是______________(填序號)。

①電池放電時通入空氣的電極為負(fù)極

②電池放電時，電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱

③電池放電時每消耗6.4 g CH3OH轉(zhuǎn)移1.2 mol電子

④負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH＋8OH－－6e－=CO32-+6H2O

Answer 1

【答案】1.875×10-4mol·L-1·s-1 400℃，氨氮物質(zhì)的量之比為1 -(2a-2b+3c)kJ/mol或(2b-2a-3c)kJ/mol 180 2:3 ②③④

【解析】

I（1）v=c/t；

（2）①根據(jù)圖像可知，脫硝效率最高時，效果最佳；

②根據(jù)蓋斯定律，進(jìn)行計算即可；

II（1）參數(shù)對比時，只改變一個量，其余量相同；

（2）甲醇燃料電池，甲醇為負(fù)極，氧氣為正極，電解質(zhì)溶液為堿性，有機(jī)物中的碳生成碳酸根離子；

I（1）

v(N2)=3.7510-4/2 mol·L-1·s-1=1.875×10-4mol·L-1·s-1；

（2）①根據(jù)圖像可知，溫度在400℃時，氨氮物質(zhì)的量之比為1：1時脫硝效率為95%作用，效果最佳；

②根據(jù)蓋斯定律，①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+akJ/mol，②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-bk/mol，③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-ckJ/mol，③3-②2-①2，可得到4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)，則△H=-(2a-2b+3c)kJ/mol或(2b-2a-3c)kJ/mol；

II（1）探究不同溫度或壓強下合成甲醇的適宜條件時，參考數(shù)據(jù)具有可比性，則溫度或壓強不同時，其余條件相同，故n=180℃，m=2：3；

（2）①電池放電時通入空氣的電極得電子，化合價降低為正極，①錯誤；

②電池放電時，電解質(zhì)溶液中的氫氧根離子與生成的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子，堿性逐漸減弱，②正確；

③電池放電時每消耗6.4 g CH3OH即反應(yīng)0.2mol，碳的化合價由-2變?yōu)?4，轉(zhuǎn)移1.2 mol電子，③正確；

④負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH＋8OH－－6e－===CO32-+6H2O，④正確。