题目内容
（16分）汽车尾气是城市空气的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等。
（1）NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应，其能量变化值如右图所示，
则：N2(g)＋O2(g)
2NO(g) △H= 。
（2）汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图一。
① NO与CO混存时，相互反应的化学方程式为 。
② 1000K，n(NO)/n(CO)=5:4时，NO的转化率为75%，则CO的转化率约为 。
③ 由于n(NO)/n(CO)在实际过程中是不断变化的，保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在 K之间。
（3）汽车尾气中NOx有望通过燃料电池实现转化。已经有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料电池，其原理如图二。
① 图中石墨Ⅱ为电池的 极。
② 在该电池使用过程中，石墨I电极上的产物是氧化物Y，其电极反应式为 。
（4）甲醇也可用于燃料电池。工业上采用反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密闭反应器中，H2的平衡转化率与温度、压强的关
系如图三所示，则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的
大小关系为 。
② 某高温下，将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生
反应，达到平衡后测得c(CO2)=2.0mol·L-1，则该温度下反应的平
衡常数值为 。
(16分，每空2分)
（1） +183 kJ·mol－1（2分，未写单位、未写“+”均扣1分）
（2）①2CO+2NO＝N2 +2CO2（2分，未配平扣1分）； ②93%（按NO转化率算得结果为93.75%，但因受NO自身分解的影响，实际值会与计算值有差距，所以回答93.75%及相近的值都给分） ③800—900
（3）正 NO2＋NO3－ －e－ ＝N2O5
（4）①KA＝KB>KC ②1/2
解析试题分析：（1）由图可知，氮气分子的共价键断裂需要吸收945kJ的能量，氧气分子的共价键断裂需要吸收498kJ的能量，而2N与2O结合成2个NO分子放出1260kJ的能量，所以△H=945+498-1260=+183kJ/mol；
（2）①NO与CO混存时，生成氮气和二氧化碳，化学方程式为2CO+2NO＝N2 +2CO2；
②1000K，n(NO)/n(CO)=5:4时，NO的转化率为75%，设NO的物质的量是5mol，则CO的物质的量是4mol,消耗NO的物质的量是5mol×75%=3.75mol，则消耗CO 的物质的量是3.75mol，所以CO的转化率为3.75mol/4mol×100%=93.75%；
③由图一可知无论n(NO)/n(CO)为何值，800-900K时NO的转化率较高，超过900K，尽管有CO存在时的NO的转化率仍在升高，但无CO时NO的转化率却在下降，所以最适宜的温度是800-900K之间；
（3）氧气发生还原反应，所以通入氧气的极是电池的正极；石墨I通入的是二氧化氮气体，发生氧化反应，二氧化氮中N元素的化合价是+4价，N元素化合价升高只能升高到+5价，所以氧化物Y是N2O5，电极反应式为NO2＋NO3－ －e－ ＝N2O5
（4）①A、B点的温度相同，所以平衡常数相同；C点温度高于B，温度升高，对正反应不利，平衡产生减小，所以三者的大小关系是KA＝KB>KC；
②6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 平衡后测得c(CO2)=2.0mol·L-1，则消耗二氧化碳的浓度是1mol/L,消耗氢气的浓度是3mol/L，生成的甲醇和水蒸气的浓度都是1mol/L,氢气的平衡浓度是mol/L,所以K=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c(H2)3=1/2
考点：考查反应热的计算，化学平衡常数的判断及计算，电化学理论的应用
发散思维新课堂系列答案
2PbSO4+2H2O，充电时：阳极反应式： 用此装置电解水和重水（D2O）组成的混合液（两电极均是Pt），通电一段时间后，在两极共收集到33．6 L（标准状况）气体，总质量为18.5 g，则混合气体中H原子和D原子个数之比： （1）合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备，其主要反应为：
CH4(g)+ 2H2O(g) 
CO2(g)+4H2(g)
反应过程中能量变化如图所示，
则该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）
若已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示：
| 化学键 | C—H | O—H | C=O | H—H |
| 吸收热量（kJ/mol） | a | b | c | d |
（2）某温度下，10L密闭容器中充入2mol CH4和3mol H2O(g)，发生
CH4(g)+ 2H2O(g)
CO2(g)+4H2 (g)反应， 反应进行到4s时CO2的浓度为0.08mol/L，再过一段时间反应达平衡，平衡时容器的压强是起始时的1.4倍。则 ① 前4s以H2O(g)浓度变化表示的平均反应速率为多少？②4s时，混合气体中H2的体积分数为多少？③ 平衡时，CH4的浓度是多少？
（要求：写出计算过程）
CO是常见的化学物质，在工业生产中用途很广泛。
（1） 已知：某些反应的热化学方程式如下：
2H2（g）+SO2（g）=S（g）+2H2O（g） ΔH＝+90.4kJ·mol－1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） ΔH＝-556.0kJ·mol－1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH＝-483.6kJ·mol－1
请写出用CO除去空气中SO2，生成S（g）及CO2热化学方程式
（2） 某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K2CO3为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式 ；
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2H2（g）＋CO（g）
CH3OH（g）；△H＝－dJ·mol－1（d＞0）。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：
| 实验 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 初始投料 | 2 molH2、1 molCO | 1 mol CH3OH | 4 molH2、2 molCO |
| 平衡时n（CH3OH ） | 0.5mol | n2 | n3 |
| 反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 放出Q3kJ |
| 体系的压强 | P1 | P2 | P3 |
| 反应物的转化率 | α1 | α2 | α3 |
②三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 （填序号）。
A．α1＋α2＝1 B．Q1＋Q2＝d
C．α3＜α1 D．P3>2P1＝2P2
E．n2＜n3＜1.0mol F．Q3＜2Q1
③在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡，从开始到新平衡时H2的转化率为65.5%，请在下图中画出第5min 到新平衡时CH3OH的物质的量浓度的变化曲线。
（4）实验室常用甲酸（一元酸）来制备CO。已知25℃时，0.l mol/L甲酸( HCOOH)溶液和0.l mo1/L乙酸溶液的pH分别为2.3和2.9。现有相同物质的量浓度的下列四种溶液：①HCOONa溶液 ②CH3COONa溶液③Na2CO3④NaHCO3溶液，其pH由大到小的顺序是 ____（填写溶液序号）。关于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等体积混合后的溶液描述正确的是 ____。
a．c(HCOOˉ)＞c(HCOOH)＞c（Na+）＞c（H+）
b．c(HCOOˉ)+c(HCOOH)=" 0.2" mo1/L
c．c(HCOOˉ)+2c(OHˉ)=c（HCOOH）+2c（H+）
d．c(HCOOˉ) ＞c（Na+）＞c（H+）＞c(OHˉ)
CH3OH(g) △Hl= －91kJ·mol－l
则反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
