Question

【題目】回答下列問題：

（1）如圖是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖。

請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___。

（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：

①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝+49.0kJ·mol-1

②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9kJ·mol-1

又知：③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ·mol-1

則甲醇蒸氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝___。

（3）CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義。CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，CO2主要轉(zhuǎn)化為___（寫離子符號(hào)）；若所得溶液c（HCO3）∶c（CO32）=2∶1，溶液pH=___。（室溫下，H2CO3的K1=4×107；K2=5×1011）

Answer 1

【答案】NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234 kJmol-1 CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-764.4 kJ·mol-1 CO32 10

【解析】

（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物總能量進(jìn)行判斷；

（2）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行求算；

（3）根據(jù)第二步電離平衡常數(shù)K2=計(jì)算。

（1）由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量(368kJ-134kJ)=234kJ，反應(yīng)熱化學(xué)方程式為NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-234 kJmol-1；

（2）已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝+49.0kJ·mol-1

②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，由②①+③得反應(yīng)CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－192.9kJ·mol-149.0kJ·mol-1 +（－44kJ·mol-1）=-764.4 kJ·mol-1；

（3）CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，因?yàn)榈玫饺芤旱膲A性較強(qiáng)，所以CO2主要轉(zhuǎn)化為CO32；若所得溶液c（HCO3）∶c（CO32）=2∶1，則根據(jù)第二步電離平衡常數(shù)K2===5×10-11，所以c(H+)=1×10-10mol/L，溶液pH=10。