近年来全国各地长期被雾霾笼罩，雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上．已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒（PM2.5）等有害物质．目前，已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法．根

Question

近年来全国各地长期被雾霾笼罩，雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上．已知汽车尾气中的主要污染物为NO_x、CO、超细颗粒（PM2.5）等有害物质．目前，已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法．根据下列示意图回答有关问题：

（1）汽车发动机工作时会引发（Ⅰ）N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1，其能量变化示意图如下：
[（N₂ （　　）

946kJ．mol-1

2Ng（　　）O₂g（　　）

498kJ．mol-1

2Og（ ）]-

-akg．mol-1

2NO（g），则NO中氮氧键的键能为___kJ•mol^-1
（2）空燃比过小易产生CO，有人提出可以设计反应2CO（g）═2C（s）+O₂（g）来消除CO的污染．判断该设想是否可行，并说出理由：___．
（3）在汽车上安装三元催化转化器可实现反应：（Ⅱ）2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）△H<0．若该反应在恒压的密闭容器中进行，则下列有关说法正确的是___
A．其他条件不变，增大催化剂与反应物的接触面积，能提高反应速率，使平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
C．在恒温条件下，混合气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态
D．平衡时，其他条件不变，增大NO的浓度，反应物的转化率都增大
（4）将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应（Ⅱ），经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率（脱氮率即NO的转化率），结果如图所示．以下说法正确的是___．
A．第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
C．曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D．两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
（5）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，其工作原理示意图如图甲，该燃料电池的电池反应式为2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）
①用上述电池做电源，用图乙装置电解饱和食盐水（C₁、C₂均为石墨电极），该反应的离子方程式为___，电解初始在电极___（填“C₁”或“C₂”）的周围先出现红色．
②当有8g甲醇完全反应，在C₂上可收集到标准状况下气体的体积为___．

Answer 1

（1）设NO中氮氧键的键能为x，
△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=（946+498）kJ•mol^-1-2×x=180kJ•mol^-1，解得x=632 kJ•mol^-1，
故答案为：632；
（2）2CO（g）=2C（s）+O₂（g）（△H>0、△S<0）是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行，所以无法消除CO的污染，
故答案为：不合理，该反应焓增、熵减，任何条件下都不能自发进行或该反应△H>0，△S<0，则△G>0；
（3）A．其他条件不变，增大催化剂与反应物的接触面积，能提高反应速率，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故A错误；
B．平衡时，其他条件不变，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率也增大，故B错误；
C．该反应为气体参与生成气体的反应，反应前后气体的质量不变，但体积数减小，密度ρ=(m)/(v)，混合气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态，故C正确；
D．平衡时，其他条件不变，增大NO的浓度，反应物CO的转化率增大，反应物NO的转化率减小，故D错误；
故答案为：C；
（4）A．催化剂不会影响转化率，只影响反应速率，所以第②种催化剂和第①种催化剂对转化率没有影响，故A错误；
B．反应为体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动，脱氮率减小，故B错误．
C．图象研究的是不同催化剂在不同的温度下的活性比较，最高点为催化剂活性最大的状态，与平衡转化率无关，故C错误；
D．两种催化剂分别在55℃和75℃左右催化效率最高，说明此时催化剂的活性最大，故D正确；
故答案为：D；
（5）①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O(电解.)/()2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，电解反应中，阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气，同时产生了氢氧根离子，所以在阴极C₂ （连接电源负极的电极）先变红，
故答案为：2Cl^-+2H₂O(电解.)/()2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；C₂；
②原电池负极电极反应CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺，和电解池阴极电极反应2H⁺+2e^-=H₂↑存在电子守恒，CH₃OH～3H₂↑～6e^-，当有8g甲醇完全反应物质的量=(8g)/(32g/mol)=0.25mol，在C₂上可收集到标准状况下气体的体积=0.25mol×3×22.4L/mol=16.8L，
故答案为：16.8L．