Question

（2013?徐州模拟）碳氧化物和氨氧化物在工业生产中有着广泛应用．

（1）工业上利用CO和H₂在催化剂存在下合成甲醇．
主反应：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1
副反应：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-206kJ?mol^-1
①反应2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的△H=

24

kJ?mol^-1．
②工业中常用醇为燃料制成燃料电池（如图1所示），通入甲醇的电极是

负

极（填“正”或“负”）；该电池的正极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（2）氮氧化物进入大气后，可形成硝酸型酸雨和光化学烟雾，必须对其进行处理．
①用过量的NaOH溶液吸收NO₂气体，所得的溶液中除了含有NaOH，还含有

NaNO₃、NaNO₂

．②为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置．净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图2所示．出净化过程中的总化学反应方程式：

2NO+O₂+4CO

催化剂  .

4CO₂+N₂

．
③某工厂排出的尾气中NO_x的含量为0.56%（体积分数），用氨气可以将其转化为无害气体，发生的反应为：6NO_x+4xNH₃=（3+2x）N₂+6xH₂O，若处理1×1×10⁴L（标准状况）该尾气需42.5gNH₃，则x=

1.5

．

Answer 1

分析：（1）①、根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行适当的加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减；
②、原电池负极发生氧化反应，甲醇发生氧化反应，应在负极放电，氧气发生还原反应，在正极放电，碱性条件下生成氢氧根；
（2）①、NaOH溶液吸收NO₂气体发生反应3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，据此判断；
②、由图2可知，NO₂为中间产物，反应物为NO、O₂、CO，产物为CO₂、N₂，配平写出方程式；
③计算出NO_x的体积，再利用n=

V

Vm

计算NO_x的物质的量，利用n=

m

M

计算氨气的物质的量，利用物质的量之比等于化学计量数之比计算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
根据盖斯定律，Ⅱ-Ⅰ×2得2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），所以该热化学方程式的△H=（-206 kJ?mol^-1）-2×（-91 kJ?mol^-1）=-24 kJ?mol^-1；
故答案为：24；
②甲醇发生氧化反应，原电池负极发生氧化反应，故应在负极通入甲醇，正极发生还原反应，氧气在正极放电，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案为：负，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①NaOH溶液吸收NO₂气体发生反应3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，故所得的溶液中除了含有NaOH，还含有NaNO₃、NaNO₂；
故答案为：NaNO₃、NaNO₂；
②NO₂为中间产物，反应物为NO、O₂、CO，产物为CO₂、N₂，反应方程式为2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂；
故答案为：2NO+O₂+4CO

催化剂  .

4CO₂+N₂；
③1×10⁴L尾气中NO_x的体积为：1×10⁴L×0.56%=56L，标准状况下NO_x的物质的量为

56L

22.4L/mol

=2.5mol，42.5gNH₃的物质的量为

42.5g

17g/mol

=2.5mol，物质的量之比等于化学计量数之比，所以2.5mol：2.5mol=6：4x，解得x=1.5；
故答案为：1.5．

点评：考查利用盖斯定律进行反应热计算、原电池、汽车尾气主要污染物的处理等，难度中等，注意（1）②中负极电极反应式的书写，可以利用总反应式减去正极电极反应式，培养了学生分析问题的能力及环保意识．