Question

（16分）汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：

（1）2NO（g）+2CO（g）⇌2CO₂（g）+N₂（g）△H=﹣746.5KJ/mol （条件为使用催化剂）

已知：2C （s）+O₂（g）⇌2CO（g）△H=﹣221.0KJ/mol

C （s）+O₂（g）⇌CO₂（g）△H=﹣393.5KJ/mol

则N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=      kJ•mol^﹣1。

（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

时间/s	0	1	2	3	4	5
C（NO）10^﹣^4  mol/L	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C（CO）10^﹣^3  mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

则C₂合理的数值为      （填字母标号）。

A．4.20       B．4.00         C．2.95           D．2.80

（3）将不同物质的量的H₂O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H₂O（g）+CO（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
		H2O	CO	CO	H2
i	650	2	4	2.4	1.6	5
ii	900	1	2	1.6	0.4	3
iii	900	a	b	c	d	t

若a=2，b=1，则c=      ，达平衡时实验组ii中H₂O（g）和实验组iii中CO的转化率的关系为α_ii（H₂O）    α_iii（CO）（填“＜”、“＞”或“=”）。

（4）二甲醚是清洁能源，用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为：2CO（g）+4H₂（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图1所示。

①a、b、c按从大到小的顺序排序为      。

②根据图象可以判断该反应为放热反应，理由是      。

（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y₂O₃）和氧化锆（ZrO₂）晶体，能传导O^2﹣。

①则负极的电极反应式为      。

②以上述电池为电源，通过导线连接成图2．若X、Y为石墨，a为2L 0.1mol/L KCl溶液电解一段时间后，取25mL 上述电解后的溶液，滴加0.4mol/L醋酸得到图3曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）．根据图二计算，上述电解过程中 消耗一氧化碳的质量为  g。

Answer

（1）+180.5 kJ•mol﹣1； （2）D； （3）0.6； =；（4）① a＞b＞c；

②投料比相同，温度越高CO的转化率越低，平衡向左移动，推得该反应为放热反应；

（5）① CO+2O2﹣﹣2e﹣=CO32﹣； ②2.8g

【解析】

试题分析：（1）已知热化学方程式①2NO（g）+2CO(g)2CO2（g）+N2（g）△H=-746.5KJ/mol

②2C（s）+O2（g）2CO（g）△H=-221.0KJ/mol

③C（s）+O2（g）CO2（g）△H=-393.5KJ/mol

根据盖斯定律可知③×2-①-②即得到反应N2（g）+O2（g）=2NO（g）的反应热△H＝（746.5+221.0-393.5×2）kJ·mol-1＝+180.5kJ·mol-1。

（2）由题中所给数据可知第1s～3s c(NO)减小3×10-4 mol/L，则1s～2s的变化量必介于1.5×10-4 mol/L～3×10-4 mol/L之间，答案选D。

（3）①根据实验i组的数据，CO的起始量为4mol，平衡量为2.4mol，反应消耗掉1.6mol，根据化学方程式可知，CO2的生成量为1.6mol，所以v（CO2）表示的反应速率为1.6mol÷(2L×5min)＝0.16mol·L-1·min-1 ；

②根据第②组数据可得关系式为

H2O(g)+CO（g）CO2（g）+H2（g）

起始量（mol）1 2 0 0

平衡量（mol）0.6 1.6 0.4 0.4

在900℃时的K=（0.2×0.2）÷（0.8×0.3）=1/6

如果温度仍然是900℃，则

H2O(g)+CO（g）CO2（g）+H2（g）

起始量（mol） 2 1 0 0

平衡量（mol）2-x 1-x x x

即x2÷[(2-x)(1-x)]=1/6

解得x=0.4，则c=0.6mol。

α2（H2O）=40%，α3（CO）=40%，所以α2（H2O）＝α3（CO）。

（4）①在其他条件不变时，增大氢气的浓度可以提高CO转化率，则根据图像可知a、b、c按从大到小的顺序排序为a＞b＞c。

②根据图像可知在比值不变时，升高温度CO转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，因此正反应是放热反应。

（5）①在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，而CO在负极通入，所以负极的电极反应式为CO+2O2﹣﹣2e﹣=CO32﹣。

②惰性电极电解氯化钾溶液的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。根据图像可知氢氧化钾溶液的浓度是0.1mol/L，则反应中生成氢氧化钾是0.2mol，转移0.2mol电子，所以根据电子得失守恒可知消耗CO是0.1mol，则CO的质量是2.8g。

考点：考查盖斯定律的应用，化学反应速率的影响因素，原电池的工作原理等知识。