Question

(共16分)Ⅰ.CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。

（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)         △H₁= -393．5 kJ·mol^-1

C(s)+H₂O(g)= CO(g)+H₂(g)    △H₂= +131．3 kJ·mol^-1

则反应CO(g)+H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)△H=          kJ·mol^-1。

（2）利用反应CO(g) +H₂(g)+O₂(g) = CO₂(g) +H₂O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________  ；

②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为                。

Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：

2NO(g)+2CO(g) N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：

（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。

①该反应的平衡常数K=               （用只含a、V的式子表示）

②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）

A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗           

B．混合气体的平均相对分子质量不再改变

C．混合气体的密度不再改变    

D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化

（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是         ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____（保留小数点后三位）。

②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是     。（填序号）。

A．增加CO的量      B．加入催化剂

C．减小CO₂的量     D．扩大容器体积

Answer

Ⅰ.（1） -524.8 （2分）（2） ① O2+4e-+2CO2=2CO32- （2分）② 11 （2分）Ⅱ.（3） ① ② BD （2分）（4） ① 40% （2分） 0.027mol·L-1·min-1 （2分）② C D （2分）

【解析】

试题分析：（1）△H=△H1-△H2= -393．5 kJ·mol-1-131．3 kJ·mol-1= -524.8kJ·mol-1；（2）电解饱和食盐水，阳极失去电子生成氯气，阴极得到电子生成氢气，电解氯化钠结束后再电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，图片上观察到，M极气体多，即为阴极，N极为阳极，电源连接正极，故电极反应方程式为： O2+4e-+2CO2=2CO32- ；11.2mL气体为氢气，根据反应2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，n(H2)=，n(NaOH)=n(OH-)=0.001mol，c(OH-)=0.001mol/L，c(H+)==10-11mol/L，pH=11；（3）根据方程式推断得到，平衡时，n(CO2)=2bmol，根据提示即可得到：，故b=3ª带入，得到K==；Ａ、v(CO2)生成=v(CO)消耗 方向相同，不能确定平衡，故A错误；B、混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，故B正确；C、由于质量守恒，且体积不变，故气体的密度不变不能说明达到平衡，故C错误；D、平衡时，各物质的速率都不在改变，故各物质的物质的量浓度均不再变化，说明达到平衡状态，D正确；（4）根据方程式的比例推断，平衡时，反应掉n(CO)为2.4-1.6=0.8mol，故反应掉n(NO)=0.8mol，故转化率为；v(CO2)=；A增大CO的浓度，不符合条件；B、加入催化剂只能改变化学反应速率，故B错误；CO浓度减小说明平衡向正反应方向移动，可以降低生成物的浓度，故可以选C；增大容器的体积，故可选D；此题选CD。

考点：考查化学反应限度和平衡相关知识