Question

【題目】研究NOx、CO等大氣污染氣體的處理，對(duì)保護(hù)環(huán)境有重要的意義。回答下列問(wèn)題：

（1）NOx與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1=234.0 kJ·mol1，②N2(g) +O2(g)2NO(g)ΔH2=+179.5 kJ·mol1，③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=112.3 kJ·mol1，反應(yīng)2NO2(g) +4CO(g)N2(g)+4CO2(g)的ΔH=__________ kJ·mol1。

（2）在一定溫度下，向2 L的恒容密閉容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)+4CO(g)N2(g) +4CO2(g)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	0 min	5 min	10 min	15 min	20 min
c(NO2)/mol·L1	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)/mol·L1	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①在0~10 min，用CO2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為______________。

②為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，下列措施中可采用的是________(填字母代號(hào))。

a．減小壓強(qiáng) b．適當(dāng)升高溫度 c．增大CO的濃度 d．選擇高效催化劑

（3）如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為_______。此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)____(填“大于”“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。

②制得的氫氧化鉀溶液從出口____(/span>填“A”“B”“C”或“D”)導(dǎo)出。

③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____。

Answer 1

【答案】-1227.8 0.088 mol·L1 min1 bcd 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 或4OH--4e-=2H2O+O2↑ 小于 D 2H2+4OH--4e-=4H2O

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)2NO2(g) +4CO(g)N2(g)+4CO2(g)可由①×4+③-②得到，因此，該反應(yīng)的△H=ΔH1×4+ΔH3-ΔH2= -1227.8 kJ·mol1；

（2）①在0~10 min，用N2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為，則用CO2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為；

②為使反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可采用的措施是增大反應(yīng)物濃度、增大壓強(qiáng)、升高溫度、加入催化劑等，因此本題可選bcd；

（3）①電解硫酸鉀溶液的陽(yáng)極為水中的氫氧根離子放電，反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+ 或4OH--4e-=2H2O+O2↑；陽(yáng)極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動(dòng)，所以通過(guò)相同電量時(shí)，通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)；

②電解硫酸鉀溶液的陰極為氫離子放電，會(huì)生成氫氧根，因此制得的氫氧化鉀溶液從出口D導(dǎo)出；

③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則負(fù)極應(yīng)為氫氣，則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-=4H2O。