Question

（2011?南京二模）三效催化轉化器可減少汽車尾氣中的主要污染物（CO、NO_x等），部分反應如下：
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
則反應①的△H=

-746.5kJ?mol^-1

．
（2）已知某溫度下，反應②的平衡常數K=1.0．在該溫度下向某密閉容器中充入1.0mol CO和2.0molH₂O，
經充分反應達平衡后，CO的平衡轉化率為

66.7%

，H₂的體積分數為

22.2%

．
（3）NaBH₄/H₂O₂燃料電池是一種有廣泛前景的汽車能源，結構如右圖所示．電池工作時，負極發生的電極反應可表示為

BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O

．

Answer 1

分析：（1）根據已知方程推斷所解方程，焓變相應變化，利用蓋斯定律來計算焓變；
（2）根據方程式計算轉化率；氫氣的體積分數等于物質的量分數；
（3）NaBH₄/H₂O₂燃料電池的負極是燃料發生失電子的氧化反應．

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  
故答案為：-746.5 kJ/mol；
（2）設一氧化碳的轉化率為x，
   CO（g）+H₂O（g）  CO₂（g）+H₂（g）
起始：1      2              0        0   
轉化：x      x              x        x
平衡：1-x   2-x             x        x
則有：

x?x

(1-x)?(2-x)

=1，x≈0.667，所以一氧化碳的轉化率：

0.667

1

×100%=66.7%，
H₂的體積分數=

x

3

×100≈22.2%，
故答案為：66.7%；22.2%；
（3）NaBH₄/H₂O₂燃料電池的負極是燃料發生失電子的氧化反應，即BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，
故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．

點評：本題考查學生有關電化學、熱化學以及化學平衡的有關計算，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大．