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(14分)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【常见的化学电源】
2016-12-25 00:09:19
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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填空题 (14分)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、NOx等有毒气体，其污染问题也成为当今社 会急需解决的问题。
（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图：
则该反应的热化学方程式为_____________________________。
（2）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0.4x mol时，该反应生成标准状况下的N2体积_____________________L。
（3）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，还可以用来合成很多有机物如甲醇等。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反应生成甲醇： CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)；△H＝ -b kJ?mol-1
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1 mol CO和3 mol H2
| ③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：
温度（℃）
| 250
| 300
| 350
| K
| 2.041
| 0.270
| 0.012
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若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO) ＝0.4 mol/L、c(H2)＝0.4 mol/L、c(CH3OH)＝0.8 mol·L-1, 则此时v正___________v逆(填＞、＜或＝)。
（4）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子。该电池的正极反应式为_____________________________。电池工作时，固体电解质里的O2-向_______极移动。
填空题 (14分)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、NOx等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图：
则该反应的热化学方程式为_____________________________。
（2）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0.4x mol时，该反应生成标准状况下的N2体积_____________________L。
（3）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，还可以用来合成很多有机物如甲醇等。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反应生成甲醇： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)；△H＝ -b kJ?mol-1
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
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| C．充入He，使体系总压强增大 | D．再充入1 mol CO和3 mol H2
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③经测定不 同温度下该反应的平衡常数如下：
温度（℃）
| 250
| 300
| 350
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K
| 2.041
| 0.270
| 0.012
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若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO) ＝0.4 mol/L、c(H2)＝0.4 mol/L、c(CH3OH)＝0.8 mol·L-1, 则此时v正___________v逆(填＞、＜或＝)。
（4）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子。该电池的正极反应式为_____________________________。电池工作时，固体电解质里的O2-向_______极移动。
本题答案：（每空2分共14分）
（1）N2(g)+O2(g)=2
本题解析：
试题分析：（1）根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，所以氮气与氧气反应的反应热△H=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)；△H="+183" kJ/moL；
（2）根据2xCO＋2NOx ="=" 2xCO2＋N2，每生成1mol氮气，则转移电子的物质的量是4xmol，所以转移0.4xmol电子时，生成0.1mol氮气，标准状况下的体积是2.24L；
（3）①根据平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=
②A、升高温度，平衡逆向移动，甲醇的产率降低，错误；B、将CH3OH(g)从体系中分离，则生成物的浓度减小，平衡正向移动，甲醇的产率增大，正确；C、充入He，使体系总压强增大，但各物质的浓度不变，所以平衡不移动，甲醇的产率不变，错误；D、再充入1 mol CO和3 mol H2，则反应物浓度增大，平衡正向移动，甲醇的产率增大，正确，答案选BD；
③250℃时，Qc=
=0.8/0.43=12.5>2.041，则反应逆向进行，所以V正<V逆；
（4）甲醇燃料电池中，甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，因为电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子，所以正极反应式是O2+4e-=2O2-，在原电池中阴离子向负极移动，所以O2-向负极移动。
考点：考查热化学方程式的书写，化学平衡移动的判断，平衡常数的应用
本题所属考点：【常见的化学电源】
本题难易程度：【困难】
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