Question

燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题。

（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O₂/CO₂的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g） △H

若①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g） △H₁=+180.5 kJ·mol^－1  

②CO（g）═C（s）+O₂（g） △H₂=+110.5 kJ·mol^－1  

③C（s）+O₂（g）═CO₂（g） △H₃=﹣393.5 kJ·mol^－1  

则△H=      kJ·mol^－1．

（2）甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a molCO与2a mol H₂合成甲醇，CO平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①P₁＿ P₂(填“＞” 、“<” 或“=” ),理由是    

②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=    (用a和V表示)。

③下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是   。(填写相应字母)

a、使用高效催化剂     b、降低反应温度    c、增大体系压强

d、不断将CH₃OH从反应混合物中分离出来     e、增加等物质的量的CO和H₂

（3）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一。

①近几年有人提出在催化剂条件下,利用汽油中挥发出来的C₃H₆催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质。请写出该过程的化学方程式：                        。

②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一。其中CO传感器的工作原理如上图所示，则工作电极的反应式为                     。

（4）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO₃^2-）较小的是       ，用文字和化学用语解释原因                                   。

Answer

（1）﹣746.5 kJ·mol－1

（2）① ＜ 甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高；② ③ c

（3）①2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2 ②CO－2e－＋H2O=CO2＋2H+

（4）NH4HSO3 HSO3－H+ ＋SO32－，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32－）浓度减小。

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，-①＋②×2+③×2得-180.5+110.5×2-393.5×2=﹣746.5kJ·mol－1，则2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H=﹣746.5kJ·mol－1；

（2）①根据化学反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强，CO的转化率提高，所以P1＜P2；

②在A点CO的转化率为0.75，根据三段式

CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)

起始 a 2a 0

变化 0.75a 1.5a 0.75a

平衡 0.25a 0.5a 0.75a

则K=(0.75a÷V)/(0.5a÷V)2×(0.25a÷V)=12V2/a2 (mol·L－1)－2；

③a.使用高效催化剂只能加快化学反应速率，不符；b.降低反应温度，化学反应速率降低，平衡右移，CO的转化率增大，不符；c.增大体系压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，化学反应速率加快，符合；d.不断将CH30H从反应混合物中分离出来，化学反应速率减慢，不符；e.增加等物质的量的CO和H2，相当于在1:2的基础上减少H2的物质的量，平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，不符；选c。

（3）①根据题意，C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质，这三种物质分别为氮气、二氧化碳和水蒸气，然后根据化合价升降相等和原子守恒配平，则该过程的化学方程式为2C3H6+18NO= 6CO2+6H2O+9N2；

②根据CO传感器的工作原理图可知，工作电极是CO失电子生成CO2，则工作电极的反应式为CO－2e－＋H2O=CO2＋2H+；

（4）根据HSO3－H+ ＋SO32－，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32－）浓度减小，所以相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡常数及影响化学平衡的因素，电解的应用等知识。