题目内容
CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法中最节能的是 ．（填字母序号）
A．电解水制氢：2H2O
2H2↑+O2↑
B．高温使水分解制氢：2H2O
2H2↑+O2↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H2O
2H2↑+O2↑
D．天然气制氢：CH4+H2O
CO+3H2
（2）CO2可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g ）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①反应进行到10min时CO2的转化率为 ；从4min到10min，v（H2）= mol?L-1?min-1．
②能说明上述反应达到平衡状态的是 （填字母序号）．
A．CO2与CH3OH的物质的量浓度相等时
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗3mol H2，同时生成1mol H2O
D．混合气体的总物质的量保持不变
（3）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一，汽车发动机工作时会引发和反应，其能量变化示意图如下：
①写出该反应的热化学方程式： ．
②通过NOx传感器可检测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
该传感器是依据 原理（填“原电池”或“电解池”）而工作的．Pt电极上发生的是 反应（填“氧化”或“还原”）．
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法中最节能的是
A．电解水制氢：2H2O
| ||
B．高温使水分解制氢：2H2O
| ||
C．太阳光催化分解水制氢：2H2O
| ||
| 太阳光 |
D．天然气制氢：CH4+H2O
| 高温 |
（2）CO2可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g ）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①反应进行到10min时CO2的转化率为
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A．CO2与CH3OH的物质的量浓度相等时
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗3mol H2，同时生成1mol H2O
D．混合气体的总物质的量保持不变
（3）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一，汽车发动机工作时会引发和反应，其能量变化示意图如下：
①写出该反应的热化学方程式：
②通过NOx传感器可检测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
该传感器是依据
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学电源新型电池
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）从充分利用太阳能的角度分析；
（2）①根据转化率=
×100%，v=
计算反应速率；
②化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变；
（3）①分析图象变化，计算反应焓变=E1-E2，结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应反应的焓变；
②分析图象物质变化可知是原电池原理，氧气进入的电极是原电池正极，氧气得到电子生成氧离子发生还原反应；
（2）①根据转化率=
| 消耗量 |
| 起始量 |
| △c |
| t |
②化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变；
（3）①分析图象变化，计算反应焓变=E1-E2，结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应反应的焓变；
②分析图象物质变化可知是原电池原理，氧气进入的电极是原电池正极，氧气得到电子生成氧离子发生还原反应；
解答：
解：（1）电解水、高温以及天然气的使用都会消耗能源，不符合低碳要求，使用太阳能可减小低碳，故答案为：C；
（2）①反应进行到10min时CO2的转化率=
×100%=75%；
从4min到10min，v（CO2）=
=
，则v（H2）=3v（CO2）=3×
=0.125mol/（L?min）-1，
故答案为：75%，0.125；
②A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1时，没有达到平衡状态，故A错误；
B．由于气体的总质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，气体的密度都不变，故B错误；
C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molH2O，故C错误；
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确．
故答案为：D；
（3）①分析图象变化，计算反应焓变△H=E1-E2=1443KJ/mol-1260KJ/mol=183KJ/mol，结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应反应的焓变，得到热化学方程式为：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
故答案为：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
②图象物质变化可知，一氧化氮和氧气在固体电解质中发生的原电池反应，是原电池原理，氧气进入的电极是原电池正极，氧气得到电子生成氧离子发生还原反应；故答案为：原电池，还原；
（2）①反应进行到10min时CO2的转化率=
| 1.0mol/L-0.25mol/L |
| 1.0mol/L |
从4min到10min，v（CO2）=
| △c |
| t |
| 0.50mol/L-0.25mol/L |
| 10min-4min |
| 0.50mol/L-0.25mol/L |
| 10min-4min |
故答案为：75%，0.125；
②A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1时，没有达到平衡状态，故A错误；
B．由于气体的总质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，气体的密度都不变，故B错误；
C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molH2O，故C错误；
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确．
故答案为：D；
（3）①分析图象变化，计算反应焓变△H=E1-E2=1443KJ/mol-1260KJ/mol=183KJ/mol，结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应反应的焓变，得到热化学方程式为：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
故答案为：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
②图象物质变化可知，一氧化氮和氧气在固体电解质中发生的原电池反应，是原电池原理，氧气进入的电极是原电池正极，氧气得到电子生成氧离子发生还原反应；故答案为：原电池，还原；
点评：本题考查了化学反应速率计算，图象分析判断应用，热化学方程式书写，原电池原理理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
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