Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理以及燃料的开发与利用有重要意义．
（1）NO₂可用水吸收，利用反应6NO₂+8NH₃

催化剂

△

7N₂+12H₂O也可以处理NO₂．当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是

 

L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g）△H=-196.6kJ?mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月充电一次．假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-
①该电池反应的总离子方程式为

 

．
②甲醇在

 

极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将

 

（填降低或上升、不变）；若有16克甲醇蒸气被完全氧化，产生的电能电解足量的CuSO₄溶液，（假设整个过程中能量利用率为80%），则将产生标准状况下的O₂

 

升．

Answer 1

分析：（1）依据化学方程式中元素化合价变化分析计算电子转移；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（3）①依据甲醇在碱溶液中想的原电池原理分析，甲醇和氧气反应生成碳酸钾和水；
②燃料电池中燃料在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；原电池反应过程中消耗氢氧化钾溶液，氢氧根离子浓度减小阴极电极反应和电子守恒计算得到氧气体积．

解答：解：（1）反应6NO₂+8NH₃

催化剂

△

7N₂+12H₂O可以处理NO₂，由化学方程式可知，6mol二氧化氮反应的转移为24mol，当转移1.2mol电子时，消耗的二氧化氮气体物质的量为0.3mol，消耗的NO₂在标准状况下=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：6.72；
（2）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g）△H=-196.6kJ?mol^-1
②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1
由盖斯定律①-②得到：2NO₂（g）+2SO₂（g）?2SO₃（g）+2NO（g）的△H=-83.6KJ/mol，
则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8KJ/mol，
故答案为：-41.8；
（3）①放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-，反应的离子方程式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；
②甲醇燃料电池中燃料在负极失电子发生氧化反应，电池在放电过程中，氢氧化钾消耗，溶液的pH下降，若有16克甲醇蒸气被完全氧化，产生的电能电解足量的CuSO₄溶液，依据电子守恒CH₃OH～CO₃^2-～6e^-，16克甲醇物质的量为0.5mol，转移电子为3mol，整个过程中能量利用率为80%，用于电解硫酸铜溶液的电子=3×80%=2.4mol，依据电子守恒O₂～4e^-，则将产生标准状况下的O₂物质的量为0.6mol，标准状况下氧气的体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L，
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；负；下降；13.44．

点评：本题考查了氧化还原反应电子转移计算应用，热化学方程式书写方法和盖斯定律的计算应用，原电池、电解池原理的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．