Question

【题目】回答下列问题：

（1）如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。

请写出NO2和CO反应的热化学方程式：___。

（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：

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

则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式：CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝___。

（3）CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为___（写离子符号）；若所得溶液c（HCO3）∶c（CO32）=2∶1，溶液pH=___。（室温下，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）根据反应物和生成物总能量进行判断；

（2）根据盖斯定律进行求算；

（3）根据第二步电离平衡常数K2=计算。

（1）由图可知，1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量(368kJ-134kJ)=234kJ，反应热化学方程式为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

根据盖斯定律，由②①+③得反应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溶液捕获。若所得溶液pH=13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为CO32；若所得溶液c（HCO3）∶c（CO32）=2∶1，则根据第二步电离平衡常数K2===5×10-11，所以c(H+)=1×10-10mol/L，溶液pH=10。