Question

16．面對全球近期的氣候異常，環(huán)境問題再次成為焦點．SO₂、NO_x、CO₂是對環(huán)境影響較大的氣體，對他們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑．
（1）直接排放含SO₂的煙氣會形成酸雨，危害環(huán)境．利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO₂，在鈉堿循環(huán)法中，Na₂SO₃溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，該反應(yīng)的離子方程式是2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O．
（2）用甲醇替代作為汽車燃料可降低汽車尾氣污染．已知用合成氣（CO和H₂）合成1mol液態(tài)甲醇吸收熱量為131.9kJ，4H₂（g）+2CO（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1188.2kJ/mol，請寫出液態(tài)甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/mol．
（3）現(xiàn)欲以如圖所示裝置用電化學(xué)原理將CO₂、SO₂轉(zhuǎn)化為重要化工原料．
①若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則通入H₂的一極為負(fù)極．
②若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
（4）①已知：密閉容器中，17℃、1.01×10⁵Pa條件下，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0的平衡常數(shù)K=13.3．當(dāng)此反應(yīng)達(dá)到平衡時，若c（NO₂）=0.030mol/L，則c（N₂O₄）=0.012mol/L（保留兩位有效數(shù)字）．
②若改變上述體系的某個條件，達(dá)到新的平衡后，測得混合氣體中c（NO₂）=0.04mol/L，c（N₂O₄）=0.007mol/L，則改變的條件是升高溫度．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫與過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水；
（2）已知合成液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=+131.9kJ/mol，又已知4H₂（g）+2CO（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1188.2kJ/mol；利用蓋斯定律可求出液態(tài)甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式；
（3）①H₂失去電子，故H₂的一極為負(fù)極；
②SO₂在負(fù)極失去電子轉(zhuǎn)化為SO₄^2-，故其電極反應(yīng)為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（4）①K=$\frac{c（N2O4）}{C2（NO2）}$=13.3，再根據(jù)c（NO₂）=0.030mol/L，可求出c（N₂O₄）；
②改變上述體系的某個條件，達(dá)到新的平衡后，根據(jù)c（NO₂）和c（N₂O₄）求出K值，K減小，說明升高了溫度，平衡逆向移動．

解答 解：（1）二氧化硫與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式：2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O，故答案為：2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O；
（2）已知合成液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=+131.9kJ/mol，又已知4H₂（g）+2CO（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1188.2kJ/mol；利用蓋斯定律可求出液態(tài)甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/mol；
（3）①H₂失去電子，故H₂的一極為負(fù)極，故答案為：負(fù)；
②SO₂在負(fù)極失去電子轉(zhuǎn)化為SO₄^2-，故其電極反應(yīng)為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（4）①K=$\frac{c（N2O4）}{C2（NO2）}$=13.3，再根據(jù)c（NO₂）=0.030mol/L，可求出c（N₂O₄）=0.012mol/L，故答案為：0.012mol/L；
②改變上述體系的某個條件，達(dá)到新的平衡后，根據(jù)c（NO₂）和c（N₂O₄）求出K=4.375，K減小，說明升高了溫度，平衡逆向移動，故答案為：升高溫度．

點評 本題屬于拼合型題目，涉及熱化學(xué)方程式書寫、反應(yīng)熱計算、化學(xué)平衡有關(guān)計算及影響因素、電解池等，側(cè)重考查學(xué)生對知識的遷移應(yīng)用，難度中等．