Question

SO₂、NO_x、CO₂是對環境影響較大的氣體，控制和治理SO₂、NO_x、CO₂是減少酸雨、光化學煙霧和解決溫室效應的有效途徑．
（1）碳元素在元素周期表的位置：

 

．
（2）標況下2.24LSO₂恰好被1L 0.2mol?L^-1的NaOH溶液完全吸收，請寫出吸收后溶液中離子濃度由大到小的順序為

 

．
（3）已知汽車尾氣NO 與CO凈化反應生成無污染氣體，3g NO參加該反應放出37.99kJ熱量，請寫出該反應的熱化學方程式：

 

．
（4）某科研小組想以如圖1所示裝置用原電池將 SO₂轉化為重要的化工原料．
①其負極反應式：

 

，
②當有1mol SO₂被吸收，則通過質子（H⁺）交換膜的H⁺離子數為

 

．
（5）某科研小組用CO₂通過下面反應方程式來生產甲醇，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1，現將6molCO₂和8molH₂充入一容積為2L的恒溫密閉容器中，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖2中實線所示（圖中字母后的數字表示對應的坐標）．
回答下列問題：
①此溫度下該反應的平衡常數的數值K=

 

．
②僅改變某一條件再進行實驗，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖2中虛線所示．與實線相比，虛線改變的條件可能是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學電源新型電池,化學平衡常數的含義,離子濃度大小的比較,常見的生活環境的污染及治理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）碳元素在周期表中位于第二周期、第ⅣA族，據此答題；
（2）標況下2.24LSO₂恰好被1L 0.2mol?L^-1的NaOH溶液完全吸收，生成Na₂SO₃和水，SO₃^2-水解生成HSO₃^-和H₂SO₃水及OH^-，據此答題；
（3）汽車尾氣NO 與CO凈化反應生成無污染氣體，方程式為：2CO+2NO=N₂+2CO₂；3g NO參加該反應放出37.99kJ熱量，則2molNO參加該反應放出759.8kJ熱量，據此寫出熱化學方程式；
（4）依據圖示可知二氧化硫失電子發生氧化反應生成硫酸根，依據電荷守恒寫出電極反應，依據電極反應計算通過隔膜的過氫離子；
（5）①化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值；
②升高溫度增大反應速率，縮短反應到達平衡的時間，但升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，據此答題；

解答： 解：（1）碳元素在周期表中位于第二周期、第ⅣA族，故答案為：第二周期、第ⅣA族；
（2）標況下2.24LSO₂恰好被1L 0.2mol?L^-1的NaOH溶液完全吸收，生成Na₂SO₃和水，SO₃^2-水解生成HSO₃^-和H₂SO₃水及OH^-，一級水解大于二級水解，所以有Na⁺＞SO₃^2-＞OH^-＞HSO₃^-＞H⁺，故答案為：Na⁺＞SO₃^2-＞OH^-＞HSO₃^-＞H⁺；
（3）汽車尾氣NO 與CO凈化反應生成無污染氣體，方程式為：2CO+2NO=N₂+2CO₂；3g NO參加該反應放出37.99kJ熱量，則2molNO參加該反應放出759.8kJ熱量，所以可以寫出熱化學方程式為2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），△H=-759.8kJ/mol，故答案為：2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），△H=-759.8kJ/mol；
（4）①圖1所示裝置分析，用原電池原理將SO₂轉化為重要的化工原料．其負極的反應為二氧化硫失電子生成硫酸根離子的過程，電極反應為：SO₂++2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，②當有1mol SO₂被吸收，電子轉移2mol，依據電子守恒分析通過質子（H⁺）交換膜的H⁺的物質的量為2mol，
故答案為：①SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；②2mol；
（5）①化學平衡常數為生成物濃度系數次冪的乘積與反應物濃度系數次冪乘積的比值，則化學平衡常數為K=

c(H2O)?c(CH3OH)

c(CO2)?c(H2)3

，
故答案為：

c(H2O)?c(CH3OH)

c(CO2)?c(H2)3

；
②該反應是一個反應前后氣體體積減小的放熱反應，改變條件I，反應到達平衡的時間縮短，則反應速率增大，達到平衡時，氫氣的物質的量大于原平衡狀態，說明改變條件I平衡向逆反應方向移動，所以該條件是升高溫度，故答案為：升高溫度；

點評：本題主要考查了元素周期表、離子濃度大小比較、原電池原理、熱化學方程式書寫、平衡的移動等知識點，綜合性較強，有一定的難度，解題時要注意基礎知識的靈活運用．