Question

（1）研究CO、SO₂、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义．以CO或CO₂与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇，你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）

 

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（2）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．
已知：①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1214kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式

 

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（3）如图1所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪．写出该仪器工作时的电极反应式：负极反应式：

 

（4）利用如图2所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂．下列说法正确的是
阴极的电极反应式为：

 

（5）工业常用Na₂CO₃饱和溶液回收NO、NO₂气体：NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO、NO₂混合气体，每产生标准状况下CO₂ 2.24L（CO₂气体全部逸出）时，吸收液质量就增加4.4g，则混合气体中NO和NO₂体积比为

 

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Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,绿色化学,化学方程式的有关计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：

分析：（1）根据“绿色化学”的特征：反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为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，依据盖斯定律计算，①+②得到热化学方程式；
（3）甲醇为负极，被氧化生成二氧化碳和水；
（4）阴极发生还原反应，HSO₃^-被还原生成S₂O₄^2-；
（5）设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，结合质量守恒列式计算．

解答： 解：（1）以CO与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）

一定条件

CH₃OH（g）；
以CO₂与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）

一定条件

CH₃OH（g））+H₂O，
以CO与H₂为原料，产物只有一种吗，符合符合“绿色化学”的思想，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）

一定条件

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，
依据盖斯定律计算，①+②得到，2CH₄（g）+4O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1780KJ/mol；
热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890 kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890 kJ?mol^-1；
（3）负极上燃料失电子和水反应生成氢离子和二氧化碳．电极反应式为：负极：CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂，
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-═6H⁺+CO₂；
（4）阴极发生还原反应，HSO₃^-被还原生成S₂O₄^2-，阴极的电极反应式为：2HSO₃^-+2H⁺+2e^-═S₂O₄^2-+2H₂O，故答案为：2HSO₃^-+2H⁺+2e^-═S₂O₄^2-+2H₂O；
（5）设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，则

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质的量之比为：

1

4

：

7

4

=1：7，所以相同条件下，一氧化氮和二氧化氮的体积之比是1：7，
故答案为：1：7．

点评：本题考查较为综合，涉及绿色化学、燃料电池，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，综合性较强，难度中等．