Question

CO₂、SO₂、NO_x是对环境影响较大的气体，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．
（1）下列措施中，有利于降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度的是______ （填序号）
a．减少化石燃料的使用，开发新能源
b．使用无氟冰箱，减少氟利昂排放
c．多步行或乘公交车，少用私家车
d．将工业废气用碱液吸收后再排放
（2）有学者设想以如图所示装置用电化学原理将CO₂、SO₂转化为重要化工原料．
①若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则正极的电极反应式为______；
②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则负极的电极反应式为______；
当电路中有1mole^-流过，正极区溶液中的H⁺的物质的量的变化量△n（H⁺）=______mol．
（3）在研究氮的氧化物的转化时，某小组查阅到以下数据：17℃、1.01×l0⁵Pa时，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0的平衡常数K=13.3．
①若该条件下密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1，则c（N₂O₄）=______（保留两位有效数字）
②若改变上述体系的某一个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（NO₂）=0.04mol?L^-1，c（N₂O₄）=0.007mol?L^-1，则改变的条件为______．
（4）为了降低汽车尾气对大气的污染，有关部门拟用甲醇替代作为公交车的燃料．
①由CO和H₂合成甲醇的方法是CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），己知该反应在300°C时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H₂利2molCH₃OH（g）充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将______（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
②己知：
a．用合成气（CO和H₂）生产甲醇（CH₃OH），合成1mol CH₃OH（l）吸收热量131.9kJ
b.2H₂（g）+CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-594.1kJ mol^-1则表示液态甲醇燃烧热的热化学方程式为______．

Answer 1

解：（1）a、化石燃料的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体，减少化石燃料的使用，开发新能源，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故a正确；
b、使用无氟冰箱，减少氟里昂排放，可以减少臭氧层的破坏，故b错误；
c、汽车燃烧的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体，多步行或乘公交车，少用专车或私家车，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故c正确；
d、工业废气中的CO₂、SO₂、NO_x等气体均是酸性气体，可以和碱液反应生成盐，被碱液吸收后再排放，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故d正确．
故选acd；
（2）①燃料电池的工作时，正极上是CO₂发生得电子得还原反应，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案为：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄时，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸，电极反应式为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，正极上电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，根据电极反应式知当电路中有1mole^-流过，正极区溶液中的H⁺的物质的量的变化量△n（H⁺）=1mol，
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，1；
（3）①c（N₂O₄）=Kc²（NO₂）=13.3×（0.0300）²mol/L=0.012mol/L，
故答案为：
②再次平衡时平衡常数K′==4.375＜13.3，平衡常数减小，则反应向逆反应方向移动，改变条件是升高温度，
故答案为：升温；
（4）①将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此状态的浓度熵Qc===0.44＞0.27，即Qc＞K，所以此时反应将向逆反应方向进行，
故答案为：向逆反应方向进行；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H=+131.9kJ/molⅠ
2H₂（g）+CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-594.1kJ/molⅡ
将方程式II-I得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=（-594.1kJ/mol ）-（+131.9kJ/mol ）=-726 KJ/mol，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726 KJ/mol．
分析：（1）a、化石燃料的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体；
b、氟利昂的排放会破坏臭氧层，故b错误；
c、汽车燃烧的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体；
d、工业废气中的CO₂、SO₂、NO_x等气体均是酸性气体，可以被碱液吸收；
（2）①燃料电池的工作原理，正极上是氧气发生得电子得还原反应；
②负极上二氧化硫失电子发生氧化反应，根据正极上电极反应式计算；
（3）①根据平衡常数与物质浓度之间的关系式计算；
②根据其平衡常数判断；
（4）①根据浓度商常数与平衡常数相对大小判断；
②利用盖斯定律进行计算．
点评：本题考查了原电池原理、化学平衡的有关计算、盖斯定律等知识点，难点是化学平衡的有关计算，此点也是考试热点，难度中等．