Question

CO₂、SO₂、NO_x是對環(huán)境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解決溫室效應(yīng)、減少酸雨和光化學(xué)煙霧的有效途徑．
（1）下列措施中，有利于降低大氣中的CO₂、SO₂、NO_x濃度的有

 

（填字母）
a．減少化石燃料的使用，開發(fā)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(yè)廢氣用堿液吸收后再排放
（2）有學(xué)者設(shè)想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．
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(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

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

 

（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^-1，c （N₂O₄）=0.007mol?L^-1，則改變的條件為

 

；
（4）為了降低汽車尾氣對大氣的污染，有關(guān)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(chǎn)甲醇的化學(xué)方程式

 

，已知該反應(yīng)合成1mol液態(tài)甲醇吸收熱量131.9kJ，2H₂（g）+CO（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-594.1kJ?mol^-1，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

 

．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)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，故b錯誤；
c、汽車燃燒的廢氣中均含有CO₂、SO₂、NO_x等氣體；
d、工業(yè)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）燃料電池的工作原理，正極上是CO₂發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；負(fù)極上二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①根據(jù)平衡常數(shù)與物質(zhì)濃度之間的關(guān)系式計算；
②根據(jù)其平衡常數(shù)判斷；
（4）一氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，原子利用率高；根據(jù)甲醇的燃燒熱書寫其熱化學(xué)反應(yīng)方程式；

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(fā)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(yè)廢氣中的CO₂、SO₂、NO_x等氣體均是酸性氣體，可以和堿液反應(yīng)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）燃料電池的工作時，若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則正極上是CO₂發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄時，負(fù)極上二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸，電極反應(yīng)式為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，
故答案為：正；SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（3）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(shù)K′=

0.007

0.04×0.04

=4.375＜13.3，平衡常數(shù)減小，則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，改變條件是升高溫度，
故答案為：升溫；
（4）根據(jù)題意由CO和H₂生產(chǎn)甲醇解題，得CO+2H₂=CH₃OH；根據(jù)液態(tài)甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，化學(xué)方程式為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g），根據(jù)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；

點評：本題考查了原電池原理、化學(xué)平衡的有關(guān)計算、蓋斯定律等知識點，難點是化學(xué)平衡的有關(guān)計算，此點也是考試熱點，題目難度中等．