Question

近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮．汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车和下坡时电动机处于充电状态．
（1）混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油（以辛烷C₈H₁₈计）和氧气充分反应，每生成1mol水蒸气放热569.1kJ．则该反应的热化学方程式为______．
（2）混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池，镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解液．镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式是：H₂+2N_iOOH2N_i（OH）₂．根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将______（填“增大”、“不变”或“减小”），该电极的电极反应式为______．
（3）汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过如下反应降低其浓度：CO（g）+O₂（g）?CO₂（g）．
①某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中的空格．

容器编号	c（CO）/mo1?L-1	c （02）/mol?L-1	c （C02）/mol?L-1	v（正）和v （逆）比较
I	2.0×10-4	4.0×10-4	4.0×10-2	v（正）=v（逆）
Ⅱ	3.0×10-4	4.0×10-4	5.0×10-2	______

②相同温度下，某汽车尾气中CO、CO₂的浓度分别为1.0×10^-5mol?L^-1和1.0×10^-4mol?L^-1．若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充O₂并使其浓度保持为1.0×10^-4mol?L^-1，则最终尾气中CO的浓度为______mol?L^-1．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据生成1mol水蒸气放热569.1kJ计算生成9 mol水蒸气放出的热量，然后书写热化学反应方程式；
（2）放电过程为原电池，根据乙中的电极反应来分析pH；
（3）①利用I先计算化学平衡常数，再利用II中的Q来判断反应进行的方向，从而得出正逆反应速率的关系；
②根据化学平衡的三段法来进行计算．
解答：解：（1）汽油燃烧的方程式为C₈H₁₈+25/2O₂=8CO₂+9H₂O，生成1mol水蒸气放热569.1 kJ，故生成9 mol水蒸气放热569.1 kJ×9=5121.9 kJ，
 其热化学方程式为C₈H₁₈（l）+O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5121.9 kJ?mol^-1，
故答案为：C₈H₁₈（l）+25/2O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5121.9 kJ?mol^-1；
（2）混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，是电池放电，由图转化关系可知，NiOOH转变为Ni（OH）₂，电极反应式为NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-，
乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大，故pH将增大，故答案为：增大；NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-；
（3）①由Ⅰ可求K==10⁴?，

由Ⅱ可求Q==×10⁴?＜K，
故平衡右移，v（正）＞v（逆），故答案为：v（正）＞v（逆）；
 ②CO（g）+O₂（g） CO₂（g）．
起始       1.0×10^-5mol   0                 1.0×10^-4mol
△n          nmol        nmol             nmol
平衡1.0×10^-5mol-nmol       1.0×10^-4mol        1.0×10^-4mol+nmol     
则K==10⁴，解得，n=8.91×10^-6mol/L，
故CO浓度为1.0×10^-5mol-8.91×10^-6mol=1.1×10^-6mol/L，
故答案为：1.1×10^-6．
点评：本题是一综合题，考查热化学方程式书写、原电池与电解池的工作原理、以及化学平衡常数的计算等重点知识，关键问题在于知识的理解和运用．并注意化学反应原理是高考中的重要考点，核心知识为热化学方程式、原电池与电解池的工作原理、化学平衡等问题，复习过程中要加强重视程度，以理解方法、原理为主．