Question

（2013?徐州模擬）碳氧化物和氨氧化物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用．

（1）工業(yè)上利用CO和H₂在催化劑存在下合成甲醇．
主反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ?mol^-1
副反應(yīng)：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-206kJ?mol^-1
①反應(yīng)2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的△H=

24

kJ?mol^-1．
②工業(yè)中常用醇為燃料制成燃料電池（如圖1所示），通入甲醇的電極是

負(fù)

極（填“正”或“負(fù)”）；該電池的正極反應(yīng)式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（2）氮氧化物進(jìn)入大氣后，可形成硝酸型酸雨和光化學(xué)煙霧，必須對其進(jìn)行處理．
①用過量的NaOH溶液吸收NO₂氣體，所得的溶液中除了含有NaOH，還含有

NaNO₃、NaNO₂

．②為避免污染，常給汽車安裝尾氣凈化裝置．凈化裝置里裝有催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機(jī)理如圖2所示．出凈化過程中的總化學(xué)反應(yīng)方程式：

2NO+O₂+4CO

催化劑  .

4CO₂+N₂

．
③某工廠排出的尾氣中NO_x的含量為0.56%（體積分?jǐn)?shù)），用氨氣可以將其轉(zhuǎn)化為無害氣體，發(fā)生的反應(yīng)為：6NO_x+4xNH₃=（3+2x）N₂+6xH₂O，若處理1×1×10⁴L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）該尾氣需42.5gNH₃，則x=

1.5

．

Answer 1

分析：（1）①、根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訙p，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減；
②、原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)在負(fù)極放電，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，在正極放電，堿性條件下生成氫氧根；
（2）①、NaOH溶液吸收NO₂氣體發(fā)生反應(yīng)3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，據(jù)此判斷；
②、由圖2可知，NO₂為中間產(chǎn)物，反應(yīng)物為NO、O₂、CO，產(chǎn)物為CO₂、N₂，配平寫出方程式；
③計(jì)算出NO_x的體積，再利用n=

V

Vm

計(jì)算NO_x的物質(zhì)的量，利用n=

m

M

計(jì)算氨氣的物質(zhì)的量，利用物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)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
根據(jù)蓋斯定律，Ⅱ-Ⅰ×2得2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），所以該熱化學(xué)方程式的△H=（-206 kJ?mol^-1）-2×（-91 kJ?mol^-1）=-24 kJ?mol^-1；
故答案為：24；
②甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)，原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故應(yīng)在負(fù)極通入甲醇，正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極放電，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：負(fù)，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①NaOH溶液吸收NO₂氣體發(fā)生反應(yīng)3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，故所得的溶液中除了含有NaOH，還含有NaNO₃、NaNO₂；
故答案為：NaNO₃、NaNO₂；
②NO₂為中間產(chǎn)物，反應(yīng)物為NO、O₂、CO，產(chǎn)物為CO₂、N₂，反應(yīng)方程式為2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂；
故答案為：2NO+O₂+4CO

催化劑  .

4CO₂+N₂；
③1×10⁴L尾氣中NO_x的體積為：1×10⁴L×0.56%=56L，標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO_x的物質(zhì)的量為

56L

22.4L/mol

=2.5mol，42.5gNH₃的物質(zhì)的量為

42.5g

17g/mol

=2.5mol，物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以2.5mol：2.5mol=6：4x，解得x=1.5；
故答案為：1.5．

點(diǎn)評：考查利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱計(jì)算、原電池、汽車尾氣主要污染物的處理等，難度中等，注意（1）②中負(fù)極電極反應(yīng)式的書寫，可以利用總反應(yīng)式減去正極電極反應(yīng)式，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力及環(huán)保意識．