Question

【题目】研究NOx、CO等大气污染气体的处理，对保护环境有重要的意义。回答下列问题：

（1）NOx与CO反应生成无污染气体的相关热化学方程式如下:①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1=234.0 kJ·mol1，②N2(g) +O2(g)2NO(g)ΔH2=+179.5 kJ·mol1，③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=112.3 kJ·mol1，反应2NO2(g) +4CO(g)N2(g)+4CO2(g)的ΔH=__________ kJ·mol1。

（2）在一定温度下，向2 L的恒容密闭容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO，在催化剂作用下发生反应：2NO2(g)+4CO(g)N2(g) +4CO2(g)，测得相关数据如下：

	0 min	5 min	10 min	15 min	20 min
c(NO2)/mol·L1	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)/mol·L1	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①在0~10 min，用CO2的浓度变化表示的反应速率为______________。

②为使该反应的反应速率增大，下列措施中可采用的是________(填字母代号)。

a．减小压强 b．适当升高温度 c．增大CO的浓度 d．选择高效催化剂

（3）如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为_______。此时通过阴离子交换膜的离子数____(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口____(填“A”“B”“C”或“D”)导出。

③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池负极的电极反应式为_____。

Answer 1

【答案】-1227.8 0.088 mol·L1 min1 bcd 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 或4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于 D 2H2+4OH--4e-=4H2O

【解析】

（1）根据盖斯定律，反应2NO2(g) +4CO(g)N2(g)+4CO2(g)可由①×4+③-②得到，因此，该反应的△H=ΔH1×4+ΔH3-ΔH2= -1227.8 kJ·mol1；

（2）①在0~10 min，用N2的浓度变化表示的反应速率为，则用CO2的浓度变化表示的反应速率为；

②为使反应的反应速率增大，可采用的措施是增大反应物浓度、增大压强、升高温度、加入催化剂等，因此本题可选bcd；

（3）①电解硫酸钾溶液的阳极为水中的氢氧根离子放电，反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ 或4OH--4e-=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数；

②电解硫酸钾溶液的阴极为氢离子放电，会生成氢氧根，因此制得的氢氧化钾溶液从出口D导出；

③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则负极应为氢气，则电池负极的电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O。