Question

【題目】燃料的使用和防污染是社會發展中一個無法回避的矛盾話題。

（1）我國北方冬季燒煤供暖所產生的廢氣是霧霾的主要來源之一。經研究發現將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒，能夠降低燃煤時NO的排放，主要反應為：

2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H

若①N2（g）+O2（g）═2NO（g） △H1=+180.5kJ·mol－1

②2CO（g）═2C（s）+O2（g） △H2=+221kJ·mol－1

③C（s）+O2（g）═CO2（g） △H3=﹣393.5kJ·mol－1

則△H= kJ·mol－1。

（2）為了提高燃料的利用率，可以將甲醇設計為燃料電池，寫出熔融K2CO3做電解質時，甲醇燃料電池的負極反應式：___________________；該電池負極與水庫的鐵閘相連時，可以保護鐵閘不被腐蝕，這種方法叫做________________。

（3）含有甲醇的廢水隨意排放會造成水污染，可用ClO2將其氧化為CO2，然后再加堿中和即可。寫出處理甲醇酸性廢水過程中，ClO2與甲醇反應的離子方程式：___________________。

（4）機動車的尾氣也是霧霾形成的原因之一。

①近幾年有人提出在催化劑條件下，利用汽油中揮發出來的C3H6催化還原尾氣中的NO氣體生成三種無污染的物質。請寫出該過程的化學方程式： ；

②電化學氣敏傳感器法是測定汽車尾氣常用的方法之一。其中CO傳感器的工作原理如上圖所示，則對電極的電極反應式為 。

Answer 1

【答案】（1）－746.5

（2）CH3OH-6e-+3CO32-=2H2O+4CO2↑；外加電流的陰極保護法。

（3）6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O。

（4）①2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O；②O2+4e-+4H+=2H2O。

【解析】

試題分析：

（1）根據蓋斯定律，③×2＋②-①得：（-393.5）×2＋221－180.5=﹣746.5kJ·mol－1，

則2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H=﹣746.5kJ·mol－1；

（2）甲醇燃料電池的負極為甲醇失去電子發生氧化反應，當熔融K2CO3做電解質時，負極反應式為CH3OH- 6e-+3CO32- = 2H2O + 4CO2↑；該電池負極與水庫的鐵閘相連時，鐵閘為陰極，可以保護鐵閘不被腐蝕，這種方法叫做外加電流的陰極保護法。

（3）根據題意，ClO2將甲醇氧化為CO2，本身轉化為Cl-，根據氧化還原反應得失電子守恒，先缺項配平，然后根據電荷守恒再配平，則反應的離子方程式為6ClO2 + 5CH3OH = 6Cl- + 5CO2 + 6H+ + 7H2O。

（4）①根據題意，C3H6催化還原尾氣中的NO氣體生成三種無污染的物質，這三種物質分別為氮氣、二氧化碳和水蒸氣，然后根據化合價升降相等和原子守恒配平，則該過程的化學方程式為2C3H6+18NO= 6CO2+6H2O+9N2；②根據CO傳感器的工作原理圖可知，工作電極是CO失電子生成CO2，則工作電極的電極反應式為CO－2e－＋H2O=CO2＋2H+；對電極是O2得電子，則對電極的電極反應式為O2+4e- +4H+ = 2H2O。