Question

【題目】回答下列問題：

（1）如圖是1molNO2(g)和1molCO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖。

請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：___。

（2）甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是：

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

則甲醇蒸氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式：CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝___。

（3）CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，CO2主要轉化為___（寫離子符號）；若所得溶液c（HCO3）∶c（CO32）=2∶1，溶液pH=___。（室溫下，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）根據反應物和生成物總能量進行判斷；

（2）根據蓋斯定律進行求算；

（3）根據第二步電離平衡常數(shù)K2=計算。

（1）由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應生成CO2和NO放出熱量(368kJ-134kJ)=234kJ，反應熱化學方程式為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

根據蓋斯定律，由②①+③得反應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溶液捕獲。若所得溶液pH=13，因為得到溶液的堿性較強，所以CO2主要轉化為CO32；若所得溶液c（HCO3）∶c（CO32）=2∶1，則根據第二步電離平衡常數(shù)K2===5×10-11，所以c(H+)=1×10-10mol/L，溶液pH=10。