题目内容

【题目】汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户,汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。

I.对汽车加装尾气净化装置,可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。

2xCO+2NOx ==2xCO2+N2

当转移电子物质的量为0.8x mol时,该反应生成 LN2(标准状况下)。

II.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物,可以用来合成很多有机物如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等,还可以作燃料。

(1)在压强为0.1 MPa条件下,将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(g) △H<0

①该反应的平衡常数表达式为 。

②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 。

A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入2 mol CO和6 mol H2

(2)一定条件下,CO与H2可合成甲烷,反应方程式为CO(g)+3H2(g)CH4 (g)+H2O(g)

①一定条件下,该反应能够自发进行的原因是 。

②已知H2(g)、CO(g)、和CH4 (g)的燃烧△H分别等于aKJ/mol和cKJ/mol,写出CO与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式: 。

(3)甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会影响Ag催化剂的活性,用氨水可以溶解除去其中的AgCl,写出该反应的离子方程式: 。

(4)CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为 。

【答案】

I.2.24L

II.(1)①K=;②BD

(2)①该反应H<0

②2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g) ΔH=(2a+2b-c)KJ/mol

(3)AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O

(4)Cu+2Fe+4O2--8e-=CuFe2O4

【解析】

试题分析:I.反应2xCO+2NOx═2xCO2+N2中,NOx中N的化合价为+2x,生成1molN2电子转移为:2(2x-0)=4xmol电子,当转移电子物质的量为0.4xmol时,反应生成氮气0.1mol,标准状况下气体体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L;故答案为:2.24;

II.(1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,反应的平衡常数为:K=,故答案为:;

②A.升高温度,平衡逆向进行,甲醇产率减小,故A错误;B.将CH3OH(g)从体系中分离,平衡正向进行,甲醇产率增大,故B正确;C.充入He,使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,故C错误;D.再充入1mol CO和3mol H2,反应物浓度增大,平衡正向进行,甲醇产率增大,故D正确;故答案为:BD;

(2)已知H2(g)、CO(g)、和CH4 (g)的燃烧△H分别等于aKJ/mol和cKJ/mol,热化学方程式为:①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=akJmol-1,②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=bkJmol-1,③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=ckJmol-1 ,依据盖斯定律②×2+①×2-③得到:2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g) ΔH=(2a+2b-c)KJ/mol,故答案为:2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g) ΔH=(2a+2b-c)KJ/mol;

(3)氯化银与氨水发生络合反应的离子方程式:AgCl+2NH3H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O或者AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-,故答案为:AgCl+2NH3H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O或AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-;

(4)CuFe2O4可用电化学方法得到,根据装置图,阳极上铁和铜失去电子被氧化生成CuFe2O4,电极反应式为Cu+2Fe+4O2--8e-=CuFe2O4,故答案为:Cu+2Fe+4O2--8e-=CuFe2O4。

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