Question

PM2.5（可入肺顆粒物）污染跟冬季燃煤密切相關，燃煤還同時排放大量的CO₂、SO₂和NO_x

（1）最近有科學家提出構想：把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經化學反應后使之變為可再生燃料甲醇。

①已知在常溫常壓下：

2CH₃OH(l)+3O₂(g) = 2CO₂(g)+4H₂O(g)  ∆H = －1275.6 kJ/mol

2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)   ∆H = －566.0 kJ/mol      

H₂O(g)=H₂O(1)  ∆H = －44.0 kJ/mol

則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式為_____________________。

②以甲醇和氧氣反應制成的燃料電池如圖所示，該電池工作過程中O₂應從______（填“c”或“b”）口通入，電池負極反應式為__________________。

③25℃時，將甲醇燃燒生成的足量CO₂通入到濃度為0.lmol·L^-1，NaOH溶液中，所得溶液的pH＝8，溶液中離子濃度由大到小的順序是_________________。

（2）已知在一定條件下，NO與NO₂存在下列反應：NO（g）+NO₂（g）＝N₂O₃（g），ΔH＜0若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖能說明t_l時刻達到平衡狀態的是____________。

（3）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO₂和0.l0molO₂，半分鐘后達到平衡，測得容器中含SO₃0.18mol，則v（O₂）=__________，若繼續通入0.20mo1SO₂和0.lmolO₂，則平衡____________移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）。

（4）在一定條件下，NO₂可以被NH₃還原為N₂來消除NO₂對環境造成的污染。25℃時，將NH₃溶于水得l00mL 0.lmol·L^－的氨水，測得pH=11，則該條件下NH₃·H₂O的電離平衡常數約為___________。

 

Answer 1

【答案】

(16分)

(1)  ①CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l)  △H=-442.8kJ·mol^-1（2分）;

②c （2分）  CH₃OH+ H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺（2分）;

③c(Na⁺)> c(HCO- 3)> c(OH^-)> c(H⁺)> c(CO2- 3) （2分）;

(2)  bd （2分）

(3)  0.036mol·L^-1·min^-1或0.0006mol·L^-1·s^-1 （2分）；向正反應方向（2分）；

(4)  1.01×10^-5（2分）

【解析】

試題分析：

（1）①根據蓋斯定律①-②-③×4得到CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l)  △H=-442.8kJ·mol^-1。②結合圖像電池中質子移向正極，O₂在正極反應。應從c通入，發生O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，所以負極為CH₃OH+ H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺。③溶液的pH＝8應為溶質為碳酸氫鈉，離子濃度由大到小的順序是c(Na⁺)> c(HCO- 3)> c(OH^-)> c(H⁺)> c(CO2- 3)。

（2）達到平衡狀態時v(正)=v(逆)，各物質的量不再改變，a、v(正)應該不在改變，錯誤。B、各物質的量不再改變，不再有能量變化，溫度不變平衡常數不變，正確。c、各物質的量不再改變，錯誤。可知d、各物質的量不再改變，質量分數不變，正確。

（3）SO₃0.18mol，則轉化的O₂為0.09mol，v（O₂）=。

（4）NH₃·H₂O的電離平衡常數約為= 1.01×10^-5。

考點：考查蓋斯定律應用、燃料電池、電解質溶液、化學平衡等相關知識。