Question

【题目】燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题。

（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：

2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H

若①N2（g）+O2（g）═2NO（g） △H1=+180.5kJ·mol－1

②2CO（g）═2C（s）+O2（g） △H2=+221kJ·mol－1

③C（s）+O2（g）═CO2（g） △H3=﹣393.5kJ·mol－1

则△H= kJ·mol－1。

（2）为了提高燃料的利用率，可以将甲醇设计为燃料电池，写出熔融K2CO3做电解质时，甲醇燃料电池的负极反应式：___________________；该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种方法叫做________________。

（3）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：___________________。

（4）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一。

①近几年有人提出在催化剂条件下，利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质。请写出该过程的化学方程式： ；

②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一。其中CO传感器的工作原理如上图所示，则对电极的电极反应式为 。

Answer 1

【答案】（1）－746.5

（2）CH3OH-6e-+3CO32-=2H2O+4CO2↑；外加电流的阴极保护法。

（3）6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O。

（4）①2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O；②O2+4e-+4H+=2H2O。

【解析】

试题分析：

（1）根据盖斯定律，③×2＋②-①得：（-393.5）×2＋221－180.5=﹣746.5kJ·mol－1，

则2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g） △H=﹣746.5kJ·mol－1；

（2）甲醇燃料电池的负极为甲醇失去电子发生氧化反应，当熔融K2CO3做电解质时，负极反应式为CH3OH- 6e-+3CO32- = 2H2O + 4CO2↑；该电池负极与水库的铁闸相连时，铁闸为阴极，可以保护铁闸不被腐蚀，这种方法叫做外加电流的阴极保护法。

（3）根据题意，ClO2将甲醇氧化为CO2，本身转化为Cl-，根据氧化还原反应得失电子守恒，先缺项配平，然后根据电荷守恒再配平，则反应的离子方程式为6ClO2 + 5CH3OH = 6Cl- + 5CO2 + 6H+ + 7H2O。

（4）①根据题意，C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质，这三种物质分别为氮气、二氧化碳和水蒸气，然后根据化合价升降相等和原子守恒配平，则该过程的化学方程式为2C3H6+18NO= 6CO2+6H2O+9N2；②根据CO传感器的工作原理图可知，工作电极是CO失电子生成CO2，则工作电极的电极反应式为CO－2e－＋H2O=CO2＋2H+；对电极是O2得电子，则对电极的电极反应式为O2+4e- +4H+ = 2H2O。