Question

碳氧化物和氨氧化物在工業生產中有著廣泛應用．

（1）工業上利用CO和H₂在催化劑存在下合成甲醇．
主反應：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ．mo1^-1
副反應：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-206kJ．mo1^-1
①反應2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）的△H=______kJ．mo1^-．
②工業中常用醇為燃料制成燃料電池（如圖1所示），通入甲醇的電極是______極（填“正”或“負”）；該電池的正極反應式為______．
（2）氮氧化物進入大氣后，可形成硝酸型酸雨和光化學煙霧，必須對其進行處理．
①用過量的NaOH溶液吸收NO₂氣體，所得的溶液中除了含有NaOH，還含有______．②為避免污染，常給汽車安裝尾氣凈化裝置．凈化裝置里裝有催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如圖2所示．出凈化過程中的總化學反應方程式：
______ 4CO₂+N₂

Answer 1

【答案】分析：（1）①、根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數進行適當的加減，反應熱也乘以相應的系數進行相應的加減；
②、原電池負極發生氧化反應，甲醇發生氧化反應，應在負極放電，氧氣發生還原反應，在正極放電，堿性條件下生成氫氧根；
（2）①、NaOH溶液吸收NO₂氣體發生反應3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，據此判斷；
②、由圖2可知，NO₂為中間產物，反應物為NO、O₂、CO，產物為CO₂、N₂，配平寫出方程式；
③計算出NO_x的體積，再利用n=計算NO_x的物質的量，利用n=計算氨氣的物質的量，利用物質的量之比等于化學計量數之比計算x的值．
解答：解：（1）①、已知：Ⅰ、CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ．mo1^-1
Ⅱ、2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-206kJ．mo1^-1
根據蓋斯定律，Ⅱ-Ⅰ×2得2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），所以該熱化學方程式的△H=（-206kJ．mo1^-1
）-2×（-91kJ．mo1^-1）=-24kJ．mo1^-1；
故答案為：24；
②甲醇發生氧化反應，原電池負極發生氧化反應，故應在負極通入甲醇，正極發生還原反應，氧氣在正極放電，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：負，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）①NaOH溶液吸收NO₂氣體發生反應3NO₂+2NaOH═2NaNO₃+NO+H₂O，NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，故所得的溶液中除了含有NaOH，還含有NaNO₃、NaNO₂；
故答案為：NaNO₃、NaNO₂；
②NO₂為中間產物，反應物為NO、O₂、CO，產物為CO₂、N₂，反應方程式為2NO+O₂+4CO=4CO₂+N₂；
故答案為：2NO+O₂+4CO4CO₂+N₂；
③1×10⁴L尾氣中NO_x的體積為：1×10⁴L×0.56%=56L，標準狀況下NO_x的物質的量為=2.5mol，42.5gNH₃的物質的量為=2.5mol，物質的量之比等于化學計量數之比，所以2.5mol：2.5mol=6：4x，解得x=1.5；
故答案為：1.5．
點評：考查利用蓋斯定律進行反應熱計算、原電池、汽車尾氣主要污染物的處理等，難度中等，注意（1）②中負極電極反應式的書寫，可以利用總反應式減去正極電極反應式，培養了學生分析問題的能力及環保意識．