Question

2．近年以来，我国多地频现种种极端天气，二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素．
（1）活性炭可用于处理大气污染物NO，在1L恒容密闭容器中加入0.100mol NO和2.030mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F．当温度分别在T₁℃和T₂℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表

物质 T/℃n/mol T/℃	活性炭	NO	E	F
T1	2.000	0.040	0.030	0.030
T2	2.005	0.050	0.025	0.025

①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式C+2NO?N₂+CO₂．
②上述反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（{N}_{2}）．c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$，根据上述信息判断，T₁和T₂的关系是c．
A．T₁＞T₂ B．T₁＜T₂ C．无法比较
（2）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得H₂，具体流程如图1所示：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺．
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是HI分解为可逆反应，及时分离出产物H₂，有利于反应正向进行．
（3）开发新能源是解决大气污染的有效途径之一．直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示．
通过a气体的电极是原电池的负极（填“正”或“负”），b电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①由表中数据可知，C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03：0.06：0.03：0.03=1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成为N₂与CO₂；
②化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
由表中数据可知，温度由T₁变为T₂，平衡向逆反应移动，由于正反应是吸热，还是放热不确定，不能判断温度变化；
（2）①从流程图可知，在反应器中，I₂氧化SO₂，生成硫酸和HI；
②HI分解是可逆反应，分离出氢气有利于平衡正向移动；
（3）根据电子流向知，左边电极是负极、右边电极是正极，所以通入a气体的电极是负极、通入b的电极是正极，电解质溶液呈酸性，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水．

解答 解：（1）①由表中数据可知，C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03：0.06：0.03：0.03=1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成为N₂与CO₂，且该反应为可逆反应，故反应方程式为：C+2NO?N₂+CO₂，
故答案为：C+2NO?N₂+CO₂；
②化学平衡常数K=$\frac{c（{N}_{2}）．c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$；
由表中数据可知，温度由T₁变为T₂，平衡向逆反应移动，由于正反应是吸热、还是放热不确定，无法判断温度变化，故答案为：$\frac{c（{N}_{2}）．c（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$；c；
（2）①从流程图可知，在反应器中，I₂氧化SO₂，生成硫酸和HI，反应方程式为SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，故答案为：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
②HI分解为可逆反应，及时分离出产物H₂，有利于反应正向进行，故答案为：HI分解为可逆反应，及时分离出产物H₂，有利于反应正向进行；
（3）根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向及电子流动方向知，通入a的电极为负极、通入b的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式为 CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案为：负；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

点评 本题考查氧化还原反应、原电池原理、化学平衡常数含义等知识点，为高频考点，明确物质性质、化学反应原理及原电池原理是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意结合电解质溶液酸碱性书写，题目难度不大．