Question

三效催化转化器可减少汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x等），部分反应如下：
①2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）    ②CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
2C （s）十O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol^-1
C （s）十O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
则反应①的△H=______．
（2）已知某温度下，反应②的平衡常数K=1.0．在该温度下向某密闭容器中充入1.0mol CO和2.0molH₂O，
经充分反应达平衡后，CO的平衡转化率为______，H₂的体积分数为______．
（3）NaBH₄/H₂O₂燃料电池是一种有广泛前景的汽车能源，结构如右图所示．电池工作时，负极发生的电极反应可表示为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据已知方程推断所解方程，焓变相应变化，利用盖斯定律来计算焓变；
（2）根据方程式计算转化率；氢气的体积分数等于物质的量分数；
（3）NaBH₄/H₂O₂燃料电池的负极是燃料发生失电子的氧化反应．
解答：解：（1）Ⅰ、N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
Ⅱ、2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
Ⅲ、C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
方程式Ⅲ×2-Ⅰ-Ⅱ得方程2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），
所以△H=（-393.5kJ/mol ）×2-（+180.5kJ/mol  ）-（-221.0kJ/mol）=-746.5 kJ/mol  
故答案为：-746.5 kJ/mol；
（2）设一氧化碳的转化率为x，
   CO（g）+H₂O（g）  CO₂（g）+H₂（g）
起始：1      2              0        0   
转化：x      x              x        x
平衡：1-x   2-x             x        x
则有：=1，x≈0.667，所以一氧化碳的转化率：×100%=66.7%，
H₂的体积分数=×100≈22.2%，
故答案为：66.7%；22.2%；
（3）NaBH₄/H₂O₂燃料电池的负极是燃料发生失电子的氧化反应，即BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，
故答案为：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．
点评：本题考查学生有关电化学、热化学以及化学平衡的有关计算，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．