Question

PM2.5（可入肺颗粒物）污染跟冬季燃煤密切相关，燃煤还同时排放大量的CO₂、SO₂和NO_x

（1）最近有科学家提出构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。

①已知在常温常压下：

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

则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________。

②以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图所示，该电池工作过程中O₂应从______（填“c”或“b”）口通入，电池负极反应式为__________________。

③25℃时，将甲醇燃烧生成的足量CO₂通入到浓度为0.lmol·L^-1，NaOH溶液中，所得溶液的pH＝8，溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________________。

（2）已知在一定条件下，NO与NO₂存在下列反应：NO（g）+NO₂（g）＝N₂O₃（g），ΔH＜0若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图能说明t_l时刻达到平衡状态的是____________。

（3）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO₂和0.l0molO₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃0.18mol，则v（O₂）=__________，若继续通入0.20mo1SO₂和0.lmolO₂，则平衡____________移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）。

（4）在一定条件下，NO₂可以被NH₃还原为N₂来消除NO₂对环境造成的污染。25℃时，将NH₃溶于水得l00mL 0.lmol·L^－的氨水，测得pH=11，则该条件下NH₃·H₂O的电离平衡常数约为___________。

Answer

(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）；向正反应方向（2分）；

(4)  1.01×10-5（2分）

【解析】

试题分析：

（1）①根据盖斯定律①-②-③×4得到CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)  △H=-442.8kJ·mol-1。②结合图像电池中质子移向正极，O2在正极反应。应从c通入，发生O2+4e-+4H+=2H2O，所以负极为CH3OH+ H2O-6e-=CO2↑+6H+。③溶液的pH＝8应为溶质为碳酸氢钠，离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)> c(HCO- 3)> c(OH-)> c(H+)> c(CO2- 3)。

（2）达到平衡状态时v(正)=v(逆)，各物质的量不再改变，a、v(正)应该不在改变，错误。B、各物质的量不再改变，不再有能量变化，温度不变平衡常数不变，正确。c、各物质的量不再改变，错误。可知d、各物质的量不再改变，质量分数不变，正确。

（3）SO30.18mol，则转化的O2为0.09mol，v（O2）=。

（4）NH3·H2O的电离平衡常数约为= 1.01×10-5。

考点：考查盖斯定律应用、燃料电池、电解质溶液、化学平衡等相关知识。