Question

（1）研究CO、SO₂、NO等大氣污染氣體的綜合處理與利用具有重要意義．以CO或CO₂與H₂為原料，在一定條件下均可合成甲醇，你認(rèn)為用哪種合成設(shè)計線路更符合“綠色化學(xué)”理念：（用化學(xué)反應(yīng)方程式表示）

 

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（2）甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活．
已知：①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1214kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式

 

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（3）如圖1所示是用于合成甲醇產(chǎn)品中甲醇含量的檢測儀．寫出該儀器工作時的電極反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：

 

（4）利用如圖2所示裝置（電極均為惰性電極）可吸收SO₂，并用陰極排出的溶液吸收NO₂．下列說法正確的是
陰極的電極反應(yīng)式為：

 

（5）工業(yè)常用Na₂CO₃飽和溶液回收NO、NO₂氣體：NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO、NO₂混合氣體，每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂ 2.24L（CO₂氣體全部逸出）時，吸收液質(zhì)量就增加4.4g，則混合氣體中NO和NO₂體積比為

 

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Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,綠色化學(xué),化學(xué)方程式的有關(guān)計算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)“綠色化學(xué)”的特征：反應(yīng)物中原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子的利用率為100%；
（2）已知：①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214kJ?mol^-1，②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ?mol^-1，依據(jù)蓋斯定律計算，①+②得到熱化學(xué)方程式；
（3）甲醇為負(fù)極，被氧化生成二氧化碳和水；
（4）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，HSO₃^-被還原生成S₂O₄^2-；
（5）設(shè)NO的物質(zhì)的量是x，NO₂的物質(zhì)的量是y，結(jié)合質(zhì)量守恒列式計算．

解答： 解：（1）以CO與H₂為原料，在一定條件下均可合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）

一定條件

CH₃OH（g）；
以CO₂與H₂為原料，在一定條件下均可合成甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）

一定條件

CH₃OH（g））+H₂O，
以CO與H₂為原料，產(chǎn)物只有一種嗎，符合符合“綠色化學(xué)”的思想，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）

一定條件

CH₃OH（g）；
（2）①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214kJ?mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ?mol^-1，
依據(jù)蓋斯定律計算，①+②得到，2CH₄（g）+4O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1780KJ/mol；
熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890 kJ?mol^-1；
（3）負(fù)極上燃料失電子和水反應(yīng)生成氫離子和二氧化碳．電極反應(yīng)式為：負(fù)極：CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂，
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂；
（4）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，HSO₃^-被還原生成S₂O₄^2-，陰極的電極反應(yīng)式為：2HSO₃^-+2H⁺+2e^-═S₂O₄^2-+2H₂O，故答案為：2HSO₃^-+2H⁺+2e^-═S₂O₄^2-+2H₂O；
（5）設(shè)NO的物質(zhì)的量是x，NO₂的物質(zhì)的量是y，則

x+ y-x 2 = 22.4 22.4 32x+24(y-x)=44

解得：x=

1

4

，y=

7

4

；即一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量之比為：

1

4

：

7

4

=1：7，所以相同條件下，一氧化氮和二氧化氮的體積之比是1：7，
故答案為：1：7．

點評：本題考查較為綜合，涉及綠色化學(xué)、燃料電池，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強，難度中等．