Question

（2010?祁陽縣一模）一氧化碳、二氧化硫和氮的氧物是重要的化工原料，但也是大氣的主要污染物，綜合治理其污染是環境化學當前的重要研究內容之一．
（1）硫酸生產中，SO₂催化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g），反應過程的能量變化如圖所示．
①圖中A表示

反應物總能量

．
②該反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅對圖中E的大小有何影響？

降低

（填“增大”、“降低”、“沒有”）．
③在一定條件下，將0.100molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容積為2L的密閉容器中，反應達到平衡時，測得c（SO₃）=0.04mol/L．則該條件下反應的平衡常數K=

1.6×10³

．
（2）一定條件下，氫氣與一氧化碳按一定比例可生成潔凈能源甲醇（CH₃OH），則：
①n（H₂）：n（CO）=

2：1

．
②甲醇高效燃料電池是以CH₃OH為燃料，O₂為氧化劑，KOH為電解質組成．該電池放電時，負極反應式為：

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
（3）汽車尾氣是城市空氣的污染源之一，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑），它的特點是使CO和NO反應，生成可參與大氣生態循環的無毒氣體．
①寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式：

2CO+2NO═2CO₂+N₂

．
②用CH₄催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-1160kJ/mol
若用標準狀況下6.72LCH₄還原NO₂到N₂，整個過程中轉移電子總數為

2.4N_A

（阿伏加德羅常數的值用N_A表示），放出的熱量為

260.1

kJ．

Answer 1

分析：（1）①依據圖示能量變化分析A為反應物；
②催化劑能降低反應的活化能；
③依據化學平衡的三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數的概念計算得到；
（2）①依據原子守恒分析判斷；
②燃料電池，燃料做原電池的負極反應物是電子發生氧化反應，氧氣在正極上得到電子發生還原反應；
（3）①根據反應物、反應條件、生成物寫出化學方程式；
②依據熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用．

解答：解：（1）①依據圖示能量變化分析，A為反應物總能量（或SO₂和O₂的總能量），故答案為：反應物總能量；
 ②反應通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅對圖中活化能E降低，加快反應速率，故答案為：降低；   
③在一定條件下，將0.100molSO₂（g）和0.060molO₂（g）放入容積為2L的密閉容器中，反應達到平衡時，測得c（SO₃）=0.04mol/L．依據化學平衡的三段式列式計算平衡濃度；
                2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）
起始量（mol/L） 0.0500   0.0300     0
變化量（mol/L） 0.04     0.02     0.04
平衡量（mol/L） 0.01     0.01     0.04
則該條件下反應的平衡常數K=

c2(SO3)

c2(SO2)×c(o2)

=

(0.04)2

(0.01)2×0.01

=1.6×10³，故答案為：1.6×10³；
（2）①一定條件下，氫氣與一氧化碳按一定比例可生成潔凈能源甲醇（CH₃OH），依據原子守恒得到化學方程式為：2H₂+CO=CH₃OH，則n（H₂）：n（CO）=2：1，
故答案為：2：1；
 ②甲醇高效燃料電池是以CH₃OH為燃料，O₂為氧化劑，KOH為電解質組成．該電池放電時，甲烷在負極失電子發生氧化反應，負極反應式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）①一氧化碳與一氧化氮反應生成可參與大氣生態循環的無毒氣體，判斷為N₂，生成產物為CO₂和N₂；反應的化學方程式為：2CO+2NO=N₂+2CO₂，
故答案為：2CO+2NO═2CO₂+N₂；   
②CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-574kJ/mol  ①
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-1160kJ/mol  ②
依據蓋斯定律①+②得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△=-1734kJ/mol，
得到熱化學方程式為：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△=-867kJ/mol；
若用標準狀況下6.72LCH₄還原NO₂到N₂，n（CH₄）=0.3mol，1mol甲烷完全反應轉移電子8mol，所以0.3mol甲烷反應整個過程中轉移電子總數為2.4N_A；
依據熱化學方程式計算得到放熱為0.3mol×867KJ．mol=260.1KJ；
故答案為：2.4N_A；260.1．

點評：本題考查了化學反應的能量變化影響因素分析判斷，平衡常數的計算應用，原電池的電極判斷，電極反應書寫，蓋斯定律的計算應用，熱化學方程式的計算應用，題目難度中等．