题目内容
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
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0.1MPa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1mol CO和3mol H2
（2）已知：①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ?mol-1
则3CO（g）+3H2（g）═CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
（3）CO-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．该电池负极的电极反应式为
（4）甲醇也是新能源电池的燃料，但它对水质会造成一定的污染．有一种电化学法可消除这种污染．其原理是：2滴甲醇，1mL 1.0mol?L-1硫酸，4mL 0.1mol?L-1硫酸钴（CoSO4）混合溶液，插上两根惰性电极，通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用如图装置模拟上述过程：
①检验电解时产生的CO2气体，井穴板穴孔内应盛放
②写出净化甲醇的离子方程式
考点：化学平衡常数的含义,用盖斯定律进行有关反应热的计算,常见化学电源的种类及其工作原理,氧化还原反应的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：Ⅰ、依据化学方程式中元素化合价变化计算电子转移总数，每生成1molN2电子转移0.4xmol电子计算；
Ⅱ、（1）①依据化学方程式和平衡常数概念书写平衡常数表达式；
②增加甲醇产率需要平衡正向进行，依据平衡移动原理结合反应特征是气体体积减小的放热反应分析选项判断；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需让化学方程式；
（3）CO-空气燃料电池中，燃料一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，依据传导离子配平电荷守恒；
（4）①检验二氧化碳应用澄清石灰水检验；
②甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+．
Ⅱ、（1）①依据化学方程式和平衡常数概念书写平衡常数表达式；
②增加甲醇产率需要平衡正向进行，依据平衡移动原理结合反应特征是气体体积减小的放热反应分析选项判断；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需让化学方程式；
（3）CO-空气燃料电池中，燃料一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，依据传导离子配平电荷守恒；
（4）①检验二氧化碳应用澄清石灰水检验；
②甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+．
解答：
解：I、2xCO+2NOx═2xCO2+N2，反应中生成1molN2电子转移2xmol电子，当转移电子物质的量为0.8x mol时，反应生成氮气0.2mol，
标准状况下气体体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
故答案为：4.48L；
II、（1）①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0，反应的平衡常数K=
；
故答案为：
；
②反应是气体体积减小的放热反应，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率：
A．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）①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ?mol-1
依据盖斯定律计算①×2+②+③得到：3CO（g）+3H2（g）═CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=-246.1KJ?mol-1；
故答案为：-246.1KJ?mol-1；
（3）CO-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，燃料一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，用传导离子O2-，配平书写该电池负极的电极反应式为CO-2e-+O2-=CO2；
故答案为：CO-2e-+O2-=CO2；
（4）①检验电解时产生的CO2气体，用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，井穴板穴孔内应盛放澄清石灰水；
故答案为：澄清石灰水；
②甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+，溶液呈酸性，则生成物中含有氢离子，所以该反应离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+；
标准状况下气体体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
故答案为：4.48L；
II、（1）①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0，反应的平衡常数K=
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
故答案为：
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
②反应是气体体积减小的放热反应，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率：
A．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）①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ?mol-1
依据盖斯定律计算①×2+②+③得到：3CO（g）+3H2（g）═CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=-246.1KJ?mol-1；
故答案为：-246.1KJ?mol-1；
（3）CO-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，燃料一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，用传导离子O2-，配平书写该电池负极的电极反应式为CO-2e-+O2-=CO2；
故答案为：CO-2e-+O2-=CO2；
（4）①检验电解时产生的CO2气体，用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，井穴板穴孔内应盛放澄清石灰水；
故答案为：澄清石灰水；
②甲醇被氧化生成二氧化碳，Co3+被还原生成Co2+，溶液呈酸性，则生成物中含有氢离子，所以该反应离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+；
点评：本题考查了化学平衡常数概念、氧化还原反应电子转移的分析应用，原电池原理、盖斯定律等知识点，根据盖斯定律书写热化学方程式，根据得失电子书写电极反应式，注意电极反应式要结合传导离子配平书写，难度不大．
练习册系列答案
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| A、H2＞H3＞H1＞H4 |
| B、H3＞H2＞H1＞H4 |
| C、H1=H2=H3=H4 |
| D、H1＞H2＞H3＞H4 |
对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（ ）
| A、达到化学平衡时，υ正=υ逆=0 |
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| C、达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大 |
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下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
| A、常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液pH=7，且c（Na+）=0.1mol?L-1：c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（CH3COOH）＞c（H+）=c（OH-） |
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