Question

【题目】碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关．
（1）C、CO、CO2在实际生产中有如下应用：a．2C+SiO2 Si+2CO b.3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
c．C+H2O CO+H2 d．CO2+CH4 CH3COOH
上述反应中，理论原子利用率最高的是 ．
（2）有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2 ， 为搞清该方法对催化剂的影响，查得资料：
则：①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是 ．
②SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H= ．
（3）汽车尾气中含大量CO和氮氧化物（NO2）等有毒气体．①活性炭处理NO的反应：C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2 （g）△H=﹣akJmol﹣1（a＞0）
若使NO更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是： ．

a．增加排气管长度 b．增大尾气排放口
c．添加合适的催化剂 d．升高排气管温度
②在排气管上添加三元催化转化装置，CO能与氮氧化物（NO2）反应生成无毒尾气，其化学方程式是 ．
（4）利用CO2与H2反应可合成乙醚．以KOH为电解质溶液，组成乙醚﹣﹣﹣﹣空气燃料电池，该电池工作时其负极反应式是 ．
（5）电解CO制备CH4和W，工作原理如图2所示，生成物W是 ， 其原理用电解总离子方程式解释是 ．

Answer 1

【答案】
（1）d
（2）避免O2与Ni反应再使其失去催化作用；﹣270kJ/mol
（3）b；2xCO+2NOx 2xCO2+N2
（4）CH3OCH3﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+11H2O
（5）NaHCO3；4CO+3CO32﹣+5H2O=6HCO3﹣+CH4↑
【解析】解：（1）观察四个反应方程式可见，只有反应d中参加反应的物质全部转化为一种物质，故原子利用率最高，所以答案是：d；（2）①Ni能与氧气反应也会导致其中毒，所以答案是：避免O2与Ni反应再使其失去催化作用；②由图I可知，O2（g）+2CO（g）=2CO2（g）△H=（﹣2×283）kJmol﹣1=﹣566kJmol﹣1 ， （i）由图II可知，S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=﹣296kJmol﹣1 ， （ii）
（i）﹣（ii）得：SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=﹣563﹣（﹣298）=﹣270kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣270kJ/mol；（3）①C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2 （g）△H=﹣akJmol﹣1 ， 此反应为放热反应，且为气体体积不变的反应，
a．增加排气管长度，不能改变NO的转化率，故a错误；
b．增大尾气排放口，相当于移出部分氮气和二氧化碳气体，利于平衡右移，故b正确；
c．添加合适的催化剂，只改变化学反应速率，不会增加NO的转化率，故c错误；
d．升高排气管温度，温度升高，平衡左移，不利于NO转化，故d错误；
所以答案是：b；
②反应物是一氧化碳和NOx ， 生成物无毒，故生成物之一是氮气和二氧化碳，根据反应前后元素种类不变，化学方程式为：2xCO+2NOx 2xCO2+N2 ，
所以答案是：2xCO+2NOx 2xCO2+N2；（4）燃料电池为燃料作负极失电子发生氧化反应，又电解质溶液为KOH，所以负极电极反应式为：CH3OCH3﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+11H2O，
所以答案是：CH3OCH3﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+11H2O；（5）由此电解原理可知，阳极失去电子生成二氧化碳气体，加入碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，阴极CO得到电子生成甲烷气体，据此离子反应方程式为：4CO+3CO32﹣+5H2O=6HCO3﹣+CH4↑，所以答案是：NaHCO3；4CO+3CO32﹣+5H2O=6HCO3﹣+CH4↑．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡状态本质及特征，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）即可以解答此题．