Question

【题目】燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题．
（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一．经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：
2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H
若①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1=+180.5kJmol﹣1
②2CO（g）═2C（s）+O2（g）△H2=+221kJmol﹣1
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3=﹣393.5kJmol﹣1
则△H=kJmol﹣1 ．
（2）为了提高燃料的利用率，可以将甲醇设计为燃料电池，写出熔融K2CO3做电解质时，甲醇燃料电池的负极反应式：；该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种方法叫做 ．
（3）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2 ， 然后再加碱中和即可．写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式： ．
（4）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一．

①近几年有人提出在催化剂条件下，利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质．请写出该过程的化学方程式：；
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一．其中CO传感器的工作原理如上图所示，则对电极的电极反应式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣746.5
（2）CH3OH﹣6e﹣+3CO32﹣=2H2O+4CO2↑；外加电流的阴极保护法
（3）6ClO2+5CH3OH=6Cl﹣+5CO2+6H++7H2O
（4）2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O；O2+4e﹣+4H+=2H2O
【解析】解：（1）②+③×2﹣①得到2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g），反应的焓变=+221kJmol﹣1+2（﹣393.5kJmol﹣1）﹣（180.5kJmol﹣1）=﹣746.5kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣746.5；（2）负极发生氧化反应，甲醇燃料电池的负极反应式：CH3OH﹣6e﹣+3CO32﹣=2H2O+4CO2↑；该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种方法叫做外加电流的阴极保护法，所以答案是：CH3OH﹣6e﹣+3CO32﹣=2H2O+4CO2↑；外加电流的阴极保护法；（3）根据信息：二氧化氯和甲醇反应，生成Cl﹣、CO2和水2 ， 所以反应方程式为：6ClO2+5CH3OH=6Cl﹣+5CO2+6H++7H2O，所以答案是：6ClO2+5CH3OH=6Cl﹣+5CO2+6H++7H2O；（4）①C3H6催化还原尾气中的NO气体，发生氧化还原反应生成无毒气体二氧化碳和氮气，所以反应方程式为：2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O，所以答案是：2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O；（4）①C3H6催化还原尾气中的NO气体，发生氧化还原反应生成无毒气体二氧化碳和氮气，所以答案是：2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O；
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一．其中CO传感器的工作原理如上图所示，对电极氧气发生还原反应，电极反应式为O2+4e﹣+4H+=2H2O，所以答案是：O2+4e﹣+4H+=2H2O．
【考点精析】关于本题考查的反应热和焓变，需要了解在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热才能得出正确答案．