Question

CO₂、SO₂、NO_x是對環境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解決溫室效應、減少酸雨和光化學煙霧的有效途徑．
（1）下列措施中，有利于降低大氣中的CO₂、SO₂、NO_x濃度的是______ （填序號）
a．減少化石燃料的使用，開發新能源
b．使用無氟冰箱，減少氟利昂排放
c．多步行或乘公交車，少用私家車
d．將工業廢氣用堿液吸收后再排放
（2）有學者設想以如圖所示裝置用電化學原理將CO₂、SO₂轉化為重要化工原料．
①若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則正極的電極反應式為______；
②若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負極的電極反應式為______；
當電路中有1mole^-流過，正極區溶液中的H⁺的物質的量的變化量△n（H⁺）=______mol．
（3）在研究氮的氧化物的轉化時，某小組查閱到以下數據：17℃、1.01×l0⁵Pa時，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0的平衡常數K=13.3．
①若該條件下密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1，則c（N₂O₄）=______（保留兩位有效數字）
②若改變上述體系的某一個條件，達到新的平衡后，測得混合氣體中c（NO₂）=0.04mol?L^-1，c（N₂O₄）=0.007mol?L^-1，則改變的條件為______．
（4）為了降低汽車尾氣對大氣的污染，有關部門擬用甲醇替代作為公交車的燃料．
①由CO和H₂合成甲醇的方法是CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），己知該反應在300°C時的化學平衡常數為0.27，該溫度下將2mol CO、3mol H₂利2molCH₃OH（g）充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將______（填“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“處于平衡狀態”）．
②己知：
a．用合成氣（CO和H₂）生產甲醇（CH₃OH），合成1mol CH₃OH（l）吸收熱量131.9kJ
b.2H₂（g）+CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-594.1kJ mol^-1則表示液態甲醇燃燒熱的熱化學方程式為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）a、化石燃料的廢氣中均含有CO₂、SO₂、NO_x等氣體；
b、氟利昂的排放會破壞臭氧層，故b錯誤；
c、汽車燃燒的廢氣中均含有CO₂、SO₂、NO_x等氣體；
d、工業廢氣中的CO₂、SO₂、NO_x等氣體均是酸性氣體，可以被堿液吸收；
（2）①燃料電池的工作原理，正極上是氧氣發生得電子得還原反應；
②負極上二氧化硫失電子發生氧化反應，根據正極上電極反應式計算；
（3）①根據平衡常數與物質濃度之間的關系式計算；
②根據其平衡常數判斷；
（4）①根據濃度商常數與平衡常數相對大小判斷；
②利用蓋斯定律進行計算．
解答：解：（1）a、化石燃料的廢氣中均含有CO₂、SO₂、NO_x等氣體，減少化石燃料的使用，開發新能源，可以降低大氣中的CO₂、SO₂、NO_x濃度，故a正確；
b、使用無氟冰箱，減少氟里昂排放，可以減少臭氧層的破壞，故b錯誤；
c、汽車燃燒的廢氣中均含有CO₂、SO₂、NO_x等氣體，多步行或乘公交車，少用專車或私家車，可以降低大氣中的CO₂、SO₂、NO_x濃度，故c正確；
d、工業廢氣中的CO₂、SO₂、NO_x等氣體均是酸性氣體，可以和堿液反應生成鹽，被堿液吸收后再排放，可以降低大氣中的CO₂、SO₂、NO_x濃度，故d正確．
故選acd；
（2）①燃料電池的工作時，正極上是CO₂發生得電子得還原反應，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案為：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
②若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄時，負極上二氧化硫失電子和水反應生成硫酸，電極反應式為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，正極上電極反應式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，根據電極反應式知當電路中有1mole^-流過，正極區溶液中的H⁺的物質的量的變化量△n（H⁺）=1mol，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，1；
（3）①c（N₂O₄）=Kc²（NO₂）=13.3×（0.0300）²mol/L=0.012mol/L，
故答案為：
②再次平衡時平衡常數K′==4.375＜13.3，平衡常數減小，則反應向逆反應方向移動，改變條件是升高溫度，
故答案為：升溫；
（4）①將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此狀態的濃度熵Qc===0.44＞0.27，即Qc＞K，所以此時反應將向逆反應方向進行，
故答案為：向逆反應方向進行；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H=+131.9kJ/molⅠ
2H₂（g）+CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-594.1kJ/molⅡ
將方程式II-I得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=（-594.1kJ/mol ）-（+131.9kJ/mol ）=-726 KJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726 KJ/mol．
點評：本題考查了原電池原理、化學平衡的有關計算、蓋斯定律等知識點，難點是化學平衡的有關計算，此點也是考試熱點，難度中等．