Question

CO₂、SO₂、NO_x是對(duì)環(huán)境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解決溫室效應(yīng)、減少酸雨和光化學(xué)煙霧的有效途徑．
（1）有效“減碳”的手段之一是節(jié)能．下列制氫方法中最節(jié)能的是

 

．（填字母序號(hào)）
A．電解水制氫：2H₂O

高溫  .

2H₂↑+O₂↑
B．高溫使水分解制氫：2H₂O

高溫  .

2H₂↑+O₂↑
C．太陽光催化分解水制氫：2H₂O

TiO2    .

太陽光

2H₂↑+O₂↑
D．天然氣制氫：CH₄+H₂O

高溫

CO+3H₂
（2）CO₂可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)．在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g ）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol，測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．

①反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；從4min到10min，v（H₂）=

 

mol?L^-1?min^-1．
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母序號(hào)）．
A．CO₂與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)
B．混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
C．單位時(shí)間內(nèi)每消耗3mol H₂，同時(shí)生成1mol H₂O
D．混合氣體的總物質(zhì)的量保持不變
（3）NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)和反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：

①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
②通過NO_x傳感器可檢測(cè)NO_x的含量，其工作原理示意圖如下：

該傳感器是依據(jù)

 

原理（填“原電池”或“電解池”）而工作的．Pt電極上發(fā)生的是

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)電源新型電池

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）從充分利用太陽能的角度分析；
（2）①根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%，v=

△c

t

計(jì)算反應(yīng)速率；
②化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的物理量不變；
（3）①分析圖象變化，計(jì)算反應(yīng)焓變=E₁-E₂，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變；
②分析圖象物質(zhì)變化可知是原電池原理，氧氣進(jìn)入的電極是原電池正極，氧氣得到電子生成氧離子發(fā)生還原反應(yīng)；

解答： 解：（1）電解水、高溫以及天然氣的使用都會(huì)消耗能源，不符合低碳要求，使用太陽能可減小低碳，故答案為：C；
（2）①反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率=

1.0mol/L-0.25mol/L

1.0mol/L

×100%=75%；
從4min到10min，v（CO₂）=

△c

t

=

0.50mol/L-0.25mol/L

10min-4min

，則v（H₂）=3v（CO₂）=3×

0.50mol/L-0.25mol/L

10min-4min

=0.125mol/（L?min）^-1，
故答案為：75%，0.125；
②A．反應(yīng)中CO₂與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1時(shí)，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．由于氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體的密度都不變，故B錯(cuò)誤；
C．化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在單位時(shí)間內(nèi)每消耗3molH₂，同時(shí)生成1molH₂O，故C錯(cuò)誤；
D．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確．
故答案為：D；
（3）①分析圖象變化，計(jì)算反應(yīng)焓變△H=E₁-E₂=1443KJ/mol-1260KJ/mol=183KJ/mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變，得到熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
故答案為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
②圖象物質(zhì)變化可知，一氧化氮和氧氣在固體電解質(zhì)中發(fā)生的原電池反應(yīng)，是原電池原理，氧氣進(jìn)入的電極是原電池正極，氧氣得到電子生成氧離子發(fā)生還原反應(yīng)；故答案為：原電池，還原；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算，圖象分析判斷應(yīng)用，熱化學(xué)方程式書寫，原電池原理理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．