Question

CO₂、SO₂、NOx 是對環境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NOx 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、NOx 濃度的有

 

（填字母）
a．減少化石燃料的使用，開發新能源
b．使用無氟冰箱，減少氟里昂排放
c．多步行或乘公交車，少用專車或私家車
d．將工業廢氣用堿液吸收后再排放
（2）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．寫出用合成氣（CO和H₂）生產甲醇的化學方程式

 

，已知該反應合成1mol液態甲醇吸收熱量131.9kJ，2H₂（g）+CO（g）+3/2O₂g）═CO₂ （g）+2H₂0 （g）△H═-594.1kJ?mol^-1，請寫出液態甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學方程式

 

．
（3）有人設想以圖所示裝置用電化學原理將CO₂、SO₂ 轉化為重要化工原料．若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則通入CO₂ 的一極為

 

極；若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄．則負極的電極反應式為

 

；
（4）①在研究氮的氧化物的轉化時，某小組查閱到以下數據：17℃、1.01×105Pa時，
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0的平衡常數 K=13.3，則該條件下密閉容器中N₂O₄ 和NO₂的混合氣體達到平衡時，若 c（NO₂）=0.0300mol?L^-1，c （N₂O₄）=

 

 （保留兩位有效數字）；
②改變上述體系的某個條件，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

 

．

Answer 1

考點：常見的生活環境的污染及治理,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電化學專題

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；
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）一氧化碳和氫氣反應生成甲醇，該反應屬于化合反應，原子利用率高；根據甲醇的燃燒熱書寫其熱化學反應方程式；
（3）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；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；
（4）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．

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）根據題意由CO和H₂生產甲醇解題，得CO+2H₂=CH₃OH；根據液態甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，化學方程式為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g），根據蓋斯定律得：①CO+2H₂=CH₃OH△H₁=+131.9kJ?mol^-1②2H₂（g）+CO（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-594.1kJ?mol^-1
③2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₃
③=2×（②-①）△H₃=2×（△H₂-△H₁）=-1452kJ?mol^-1 
故答案為：CO+2H₂=CH₃OH；2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ?mol^-1； 
（3）燃料電池的工作時，CO₂得電子CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O為正極；
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，
故答案為：正；SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（4）①c（N₂O₄）=Kc²（NO₂）=13.3×（0.0300）²mol/L=0.012mol/L，
故答案為：0.012mol/L；
②再次平衡時平衡常數K′=

0.007

0.04×0.04

=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．

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，題目難度中等．