Question

【題目】近年以來，我國(guó)多地頻現(xiàn)種種極端天氣，二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是導(dǎo)致極端天氣的重要因素．
（1）活性炭可用于處理大氣污染物NO，在1L恒容密閉容器中加入0.100mol NO和2.030mol固體活性炭（無雜質(zhì)），生成氣體E和氣體F．當(dāng)溫度分別在T1℃和T2℃時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

①請(qǐng)結(jié)合上表數(shù)據(jù)，寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式 ．
②上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ， 根據(jù)上述信息判斷，T1和T2的關(guān)系是 ．
A．T1＞T2 B．T1＜T2 C．無法比較
③在T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列措施能改變NO的轉(zhuǎn)化率的是 ．
a．增大c（NO） b．增大壓強(qiáng) c．升高溫度 d．移去部分F
（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時(shí)又能制得H2 ， 具體流程如圖1所示：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)： ．
②用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是 ．
（3）開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一．直接甲醇燃料電池（簡(jiǎn)稱DMFC）由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注．DMFC工作原理如圖2所示．
通過a氣體的電極是原電池的極（填“正”或“負(fù)”），b電極反應(yīng)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）C+2NON2+CO2；；C；cd
（2）SO2+I2+2H2O=SO42﹣+2I﹣+4H+；HI分解為可逆反應(yīng)，及時(shí)分離出產(chǎn)物H2 ， 有利于反應(yīng)正向進(jìn)行
（3）負(fù)；O2+4e﹣+4H+=2H2O
【解析】（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，C、NO、E、F的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.03：0.06：0.03：0.03=1：2：1：1，反應(yīng)中C被氧化，結(jié)合原子守恒可知，生成為N2與CO2 ， 且該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故反應(yīng)方程式為：C+2NON2+CO2 ， 故答案為：C+2NON2+CO2；②從C+2NON2+CO2 ， 則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ，由表中數(shù)據(jù)可知，溫度由T1變?yōu)門2 ， 平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，由于正反應(yīng)是吸熱，還是放熱不確定，無法判斷溫度變化，故答案為： ；C；③a．增大c（NO），相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率不變，故a錯(cuò)誤；b．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率不變，故b錯(cuò)誤；c．反應(yīng)移動(dòng)存在熱效應(yīng)，升高溫度，平衡一定移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率一定變化，故c正確；d．移去部分生成物F，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，故d正確；故答案為：cd；
（2）①反應(yīng)器中二氧化硫、碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HI，離子反應(yīng)為SO2+I2+2H2O=SO42﹣+2I﹣+4H+ ， 故答案為：SO2+I2+ 2H2O=SO42﹣+2I﹣+4H+；②HI分解反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是及時(shí)分離出產(chǎn)物H2 ， 有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，故答案為：HI分解為可逆反應(yīng)，及時(shí)分離出產(chǎn)物H2 ， 有利于反應(yīng)正向進(jìn)行；
（3）根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為 CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+ ， 正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+=2H2O，故答案為：負(fù)；O2+4e﹣+4H+=2H2O（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，C、NO、E、F的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.03：0.06：0.03：0.03=1：2：1：1，反應(yīng)中C被氧化，結(jié)合原子守恒可知，生成為N2與CO2；
②計(jì)算各氣體的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度由T1變?yōu)門2 ， 平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，由于正反應(yīng)是吸熱，還是放熱不確定，不能判斷溫度變化；
③根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析解答，
a．增大c（NO），相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)；
b．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)；
c．反應(yīng)移動(dòng)存在熱效應(yīng)，升高溫度，平衡一定移動(dòng)；
d．移去部分生成物F，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)；
（2）①反應(yīng)器中二氧化硫、碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HI；
②HI分解反應(yīng)為可逆反應(yīng)；
（3）根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動(dòng)方向知，通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng).