運用化學反應原理知識回答下列有關碳和碳的化合物的問題：(1)汽車尾氣的主要污染物是NO以及燃料燃燒不完全所產生...

問題詳情：

運用化學反應原理知識回答下列有關碳和碳的化合物的問題：

(1)汽車尾氣的主要污染物是NO以及燃料燃燒不完全所產生的CO，它們是現代化城市的重要大氣污染物，為了減輕汽車尾氣造成的大氣污染，人們開始探索利用NO和CO在一定條件下轉化為兩種無毒氣體E和F的方法(已知該反應△H<0). 在2 L密閉容器中加入一定量NO和CO，當温度分別在T1和T2時，測得各物質平衡時物質的量如下表：

①請結合上表數據，寫出NO與CO反應的化學方程式                        .

②上述反應T1℃時的平衡常數為K1，T2℃時的平衡常數為K2，根據表中數據計算K1=           。根據表中數據判斷，温度T1和T2的關係是(填序號)__________。

A．T1>T2B．T1<T2   C．T1=T2 D．無法比較

(2)反應生成的氣體E經常用*氧化*來吸收，現有0.4molE，若用200mL 3mol/L NaOH溶液將其完全吸收，溶液中離子濃度由大到小的順序為：                  .

(3)已知CH4、H2和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol，285.8 kJ/mol和283.0 kJ/mol，工業上利用天然氣(主要成分是CH4)與CO2進行高温重整製備CO和H2，寫出該反應的熱化學方程式：                                                     .

(4)CO還可以用做燃料電池的燃料，某熔融鹽燃料電池具有高的發電效率，因而受到重視，該電池用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融鹽混合物作電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2 的混合氣為正極助燃氣，製得在 650 ℃下工作的燃料電池，寫出其負極和正極電極反應方程式：負極：                     ；正極：                    .

【回答】

【知識點】化學平衡移動、計算、熱化學方程式書寫、蓋斯定律、電極反應式的書寫

【*解析】 （1）①2CO+2NO       N2+2CO2（2分）

②3200 L/mol（或3200）（2分）    A（2分）

⑵C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)（2分）     

(3) CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） △H=+247.3 kJ•mol -1（2分）

⑷2CO+2CO32--4e-=4CO2（2分）O2+2CO2+4e-=2CO32-（2分）

解析：（1）①NO和CO在一定條件下轉化為兩種無毒氣體E和F，是氮氣和二氧化碳，反

應的方程式為2CO+2NO       N2+2CO2；通過平衡時各物質的物質的

量也驗*這一反應；②利用“三段式”進行計算：2CO + 2NO           N2    + 2CO2

                                     始態濃度（mol/L）0.05  0.05          0        0

                         變化量（mol/L） 0.04   0.04         0.02     0.04

                        平衡濃度（mol/L） 0.01   0.01         0.02     0.04

        則K=C(N2)·C2(CO2)/ C2(CO)·C2(NO)=3200 L/mol；

該反應放熱，從表中看出，從T1到T2，平衡正向移動，降低温度，故A．T1>T2；

（2）氣體E是CO2，0.4mol CO2，用200mL 3mol/L NaOH溶液（物質的量是0.6mol）將其完全吸收，產物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3，CO32-和HCO3-要水解使溶液呈鹼*，前者的水解程度遠大於後者，所以離子濃度大小：

 C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)

(3) 根據CH4、H2、和CO的燃燒熱可知，各物質燃燒的熱化學方程式： ①O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）△H=-571.6kJ•mol -1； ②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）△H=-890.3kJ•mol-1； ③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1， 利用蓋斯定律將②-①-③可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247. 3 kJ•mol -1；

（4）在燃料池中，正極上是CO2發生失去電子的氧化反應，電極反應為：O2+2CO2+4e-=2CO32-，負極上是CO發生失電子的氧化反應，反應式：2CO+2CO32--4e-=4CO2，在轉移電子一樣多的情況下，兩極反應相加得到總反應：2CO+O2=2CO2；

【思路點撥】本題考查比較綜合，可逆反應平衡常數的簡單計算方法，蓋斯定律的應用。注意書寫熱化學方程式的要領；電極反應式的書寫要看電解質中的離子存在形式。難度中等。

知識點：化學平衡

題型：填空題