题目内容
【题目】汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）已知：2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) △H=﹣746.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)2CO(g) △H=﹣221 kJ/mol
C(s)+O2(g)CO2(g) △H=﹣393.5 kJ/mol
则N2(g)+O2(g)═2NO(g) △H=____________ kJ/mol
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体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 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c（CO）/10-3mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2较合理的数值为_________（填字母标号）
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.85
（3）将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)+CO2(g) CO2(g)+H2(g)得到如下三组数据：
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | C | d | 1 |
若a=2，b=1，则c=____，三组实验对应平衡常数的关系K(i)_____ K(ii) _____ K(iii)（填“＞”、“＜”或“=”）。
（4）控制反应条件，CO和H2可以用来合成甲醇和二甲醚，其中合成二甲醚的化学方程式为：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比
的变化如图所示：
①合成二甲醚的最佳氢碳比为__________。
②甲醇使用不当会导致污染，可用电解法消除这种污染。其原理是电解CoSO4、稀硫酸和CH3OH的混合溶液，将Co2+氧化为Co3+，Co3+再将CH3OH氧化成CO2，Co3+氧化CH3OH的离子方程式为________________。
【答案】 +180.5 D 0.6 > = 1.0 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
【解析】（1）已知：①2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) △H=﹣746.5kJ/mol
②2C(s)+O2(g)2CO(g) △H=﹣221 kJ/mol
③C(s)+O2(g)CO2(g) △H=﹣393.5 kJ/mol
则依据盖斯定律，③×2-②-①得到：N2(g)+O2(g)＝2NO(g)的△H=+180.5kJ/mol。
（2）由表中数据可知4s时反应到达平衡，1～3s内CO浓度变化量为3.05×10-3 mol/L-2.75×10-3 mol/L=3×10-4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10-4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内CO浓度变化量应大于1.5×10-4 mol/L，则2s时CO的浓度小于3.05×10-3 mol/L-1.5×10-4 mol/L=2.9×10-3 mol/L，故2s时CO的浓度应介于2.75×10-3 mol/L～2.9×10-3 mol/L之间，选项中只有2.85×10-3 mol/L符合，答案选D。
（3） H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
初始浓度（mol/L） 0.5 1 0 0
转化浓度（mol/L） 0.2 0.2 0.2 0.2
平衡浓度（mol/L） 0.3 0.8 0.2 0.2
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
初始浓度（mol/L） 1 0.5 0 0
转化浓度（mol/L）0.5-c/2 0.5-c/2 d/2 d/2
平衡浓度（mol/L）0.5+c/2 c/2 d/2 d/2/span>
所以0.5－c/2＝d/2，则d＝1－c，由平衡常数相等可知： 
，解得c＝0.6；650℃时根据方程式可知
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
初始浓度（mol/L） 1 2 0 0
转化浓度（mol/L） 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡浓度（mol/L） 0.2 1.2 0.8 0.8
平衡常数为
＞
，又因为平衡常数只与温度有关系，则三组实验对应平衡常数的关系K(i)＞K(ii)＝K(iii)。
（4）①根据图像可知氢碳比为1时合成二甲醚的转化率最高，则合成二甲醚的最佳氢碳比为1。②根据电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知Co3+氧化CH3OH的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O＝CO2↑+6Co2++6H+。
