Question

【题目】社会在飞速发展，环境问题也备受关注，如何减少污染，寻求清洁能源是现代学者研究的方向。

Ⅰ、为了模拟汽车尾气在催化转化器内的工作情况

（1）控制条件，让反应在恒容密闭容器中进行如下反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，用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)(10-4mol/L)	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c(CO)(10-3mol/L)	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

前2s内的平均反应速率v(N2)=_______

（2）用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)

①根据下图 (纵坐标是脱硝效率、横坐标为氨氮物质的量之比)，判断提高脱硝效率的最佳条件是：___。

②已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+akJ/mol

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-bk/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-ckJ/mol其中a、b、c均为大于0。

则放热反应:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)△H=________。

Ⅱ、甲醇是一种很好的燃料

（1）在压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（l） △H＜0 。为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中．

实验编号	T（℃）	n（CO）/n（H2）	P（MPa）
①	180	2：3	0.1
②	n	2：3	5
③	350	m	5

表中剩余的实验数据：n=________，m=________．

（2）CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。下列说法正确的是______________(填序号)。

①电池放电时通入空气的电极为负极

②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

③电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子

④负极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－=CO32-+6H2O

Answer 1

【答案】1.875×10-4mol·L-1·s-1 400℃，氨氮物质的量之比为1 -(2a-2b+3c)kJ/mol或(2b-2a-3c)kJ/mol 180 2:3 ②③④

【解析】

I（1）v=c/t；

（2）①根据图像可知，脱硝效率最高时，效果最佳；

②根据盖斯定律，进行计算即可；

II（1）参数对比时，只改变一个量，其余量相同；

（2）甲醇燃料电池，甲醇为负极，氧气为正极，电解质溶液为碱性，有机物中的碳生成碳酸根离子；

I（1）

v(N2)=3.7510-4/2 mol·L-1·s-1=1.875×10-4mol·L-1·s-1；

（2）①根据图像可知，温度在400℃时，氨氮物质的量之比为1：1时脱硝效率为95%作用，效果最佳；

②根据盖斯定律，①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+akJ/mol，②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-bk/mol，③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-ckJ/mol，③3-②2-①2，可得到4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)，则△H=-(2a-2b+3c)kJ/mol或(2b-2a-3c)kJ/mol；

II（1）探究不同温度或压强下合成甲醇的适宜条件时，参考数据具有可比性，则温度或压强不同时，其余条件相同，故n=180℃，m=2：3；

（2）①电池放电时通入空气的电极得电子，化合价降低为正极，①错误；

②电池放电时，电解质溶液中的氢氧根离子与生成的二氧化碳反应生成碳酸根离子，碱性逐渐减弱，②正确；

③电池放电时每消耗6.4 g CH3OH即反应0.2mol，碳的化合价由-2变为+4，转移1.2 mol电子，③正确；

④负极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO32-+6H2O，④正确。