Question

Ⅰ．用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：
C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂ （g）△H
某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T₁℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度（mol/L） 时间（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℃时，该反应的平衡常数K=

 

（保留两位小数）．
（2）30min后，改变某一条件，反应到40min时重新达到平衡，则改变的条件可能是

 

．
（3）若30min后升高温度至T₂℃，重新达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
Ⅱ．减排是各个国家都在努力而为之的事，CO₂和SO₂的处理是许多科学家都在着力研究的重点．有学者想以图所示装置用燃料电池原理将CO₂、SO₂转化为重要的化工原料．
（1）若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，电池总反应式为CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，则正极反应式为

 

．
（2）若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则负极反应式为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,原电池和电解池的工作原理,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：Ⅰ（1）当20-30min时，各物质的物质的量不变，则该反应达到平衡状态，根据K=

c(CO2)?c(N2)

c2(NO)

计算；
（2）根据表中数值知，NO、二氧化碳的浓度减小，氮气的浓度增大，说明改变条件是分离出二氧化碳物质；
（3）根据浓度比值的变化来确定移动方向；
Ⅱ（1）正极上是二氧化碳得电子发生还原反应，在氢离子参与下生成甲醇与水；
（2）根据总反应：SO₂+O₂+H₂O=H₂SO₄可知，负极是二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸．

解答： 解：Ⅰ（1）当20-30min时，各物质的物质的量不变，则该反应达到平衡状态，K=

c(CO2)?c(N2)

c2(NO)

=

0.03×0.03

0.042

=0.56，故答案为：0.56；
（2）根据表中数值知，NO、二氧化碳的浓度减小，氮气的浓度增大，说明改变条件是分离出二氧化碳物质，故答案为：分离出了二氧化碳；
 ③30min时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比=0.040：0.030：0.030=4：3：3，30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则平衡向逆反应方向移动，所以逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
Ⅱ．（1）若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，电池总反应式为CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，正极上是二氧化碳得电子发生还原反应，在氢离子参与下生成甲醇与水，电极反应式为CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
故答案为：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
（2）若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，反应为SO₂+O₂+H₂O=H₂SO₄，则负极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．

点评：本题考查了化学平衡常数、化学平衡移动的影响因素、原电池等，侧重考查学生对数据的分析处理，题目难度中等．