Question

Ⅰ．用活性炭還原法處理氮氧化物．有關(guān)反應(yīng)為：
C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂ （g）△H
某研究小組向密閉容器加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T₁℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

濃度（mol/L） 時(shí)間（min）	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

（1）T₁℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（保留兩位小數(shù)）．
（2）30min后，改變某一條件，反應(yīng)到40min時(shí)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是

 

．
（3）若30min后升高溫度至T₂℃，重新達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為5：3：3，則該反應(yīng)的△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
Ⅱ．減排是各個(gè)國(guó)家都在努力而為之的事，CO₂和SO₂的處理是許多科學(xué)家都在著力研究的重點(diǎn)．有學(xué)者想以圖所示裝置用燃料電池原理將CO₂、SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料．
（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應(yīng)式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，則正極反應(yīng)式為

 

．
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負(fù)極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ（1）當(dāng)20-30min時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)K=

c(CO2)?c(N2)

c2(NO)

計(jì)算；
（2）根據(jù)表中數(shù)值知，NO、二氧化碳的濃度減小，氮?dú)獾臐舛仍龃螅�說(shuō)明改變條件是分離出二氧化碳物質(zhì)；
（3）根據(jù)濃度比值的變化來(lái)確定移動(dòng)方向；
Ⅱ（1）正極上是二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在氫離子參與下生成甲醇與水；
（2）根據(jù)總反應(yīng)：SO₂+O₂+H₂O=H₂SO₄可知，負(fù)極是二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸．

解答： 解：Ⅰ（1）當(dāng)20-30min時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，K=

c(CO2)?c(N2)

c2(NO)

=

0.03×0.03

0.042

=0.56，故答案為：0.56；
（2）根據(jù)表中數(shù)值知，NO、二氧化碳的濃度減小，氮?dú)獾臐舛仍龃�，說(shuō)明改變條件是分離出二氧化碳物質(zhì)，故答案為：分離出了二氧化碳；
 ③30min時(shí)，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比=0.040：0.030：0.030=4：3：3，30min后升高溫度至T₂℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為5：3：3，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則△H＜0，故答案為：＜；
Ⅱ．（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應(yīng)式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，正極上是二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在氫離子參與下生成甲醇與水，電極反應(yīng)式為CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案為：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，反應(yīng)為SO₂+O₂+H₂O=H₂SO₄，則負(fù)極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素、原電池等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，題目難度中等．