Question

CO₂、SO₂、NO_x是对环境影响较大的气体，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．
（1）下列措施中，有利于降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度的有

 

（填字母）
a．减少化石燃料的使用，开发新能源
b．使用无氟冰箱，减少氟里昂排放
c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车
d．将工业废气用碱液吸收后再排放
（2）有学者设想以如图所示装置用电化学原理将CO₂、SO₂ 转化为重要化工原料．
若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则通入CO₂的一极为

 

极；若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄．则负极的电极反应式为

 

；
（3）①在研究氮的氧化物的转化时，某小组查阅到以下数据：17℃、1.01×10⁵Pa时，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0的平衡常数 K=13.3，则该条件下密闭容器中N₂O₄ 和NO₂的混合气体达到平衡时，若 c （NO₂）=0.0300mol?L^-1，c （N₂O₄）=

 

（保留两位有效数字）；
②若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中 c （NO₂）=0.04mol?L^-1，c （N₂O₄）=0.007mol?L^-1，则改变的条件为

 

；
（4）为了降低汽车尾气对大气的污染，有关部门拟用甲醇替代作为公交车的燃料．写出用合成气（CO和H₂）生产甲醇的化学方程式

 

，已知该反应合成1mol液态甲醇吸收热量131.9kJ，2H₂（g）+CO（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-594.1kJ?mol^-1，请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：常见的生活环境的污染及治理,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）a、化石燃料的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体；
b、氟利昂的排放会破坏臭氧层，故b错误；
c、汽车燃烧的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体；
d、工业废气中的CO₂、SO₂、NO_x等气体均是酸性气体，可以被碱液吸收；
（2）燃料电池的工作原理，正极上是CO₂发生得电子的还原反应；负极上二氧化硫失电子发生氧化反应；
（3）①根据平衡常数与物质浓度之间的关系式计算；
②根据其平衡常数判断；
（4）一氧化碳和氢气反应生成甲醇，该反应属于化合反应，原子利用率高；根据甲醇的燃烧热书写其热化学反应方程式；

解答： 解：（1）a、化石燃料的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体，减少化石燃料的使用，开发新能源，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故a正确；
b、使用无氟冰箱，减少氟里昂排放，可以减少臭氧层的破坏，故b错误；
c、汽车燃烧的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体，多步行或乘公交车，少用专车或私家车，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故c正确；
d、工业废气中的CO₂、SO₂、NO_x等气体均是酸性气体，可以和碱液反应生成盐，被碱液吸收后再排放，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故d正确．
故选acd；
（2）燃料电池的工作时，若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则正极上是CO₂发生得电子得还原反应，即CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，
若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄时，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸，电极反应式为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，
故答案为：正；SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（3）①c（N₂O₄）=Kc²（NO₂）=13.3×（0.0300）²mol/L=0.012mol/L，
故答案为：0.012mol/L；
②再次平衡时平衡常数K′=

0.007

0.04×0.04

=4.375＜13.3，平衡常数减小，则反应向逆反应方向移动，改变条件是升高温度，
故答案为：升温；
（4）根据题意由CO和H₂生产甲醇解题，得CO+2H₂=CH₃OH；根据液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气，化学方程式为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g），根据盖斯定律得：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 
故答案为：CO+2H₂=CH₃OH；2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ?mol^-1；

点评：本题考查了原电池原理、化学平衡的有关计算、盖斯定律等知识点，难点是化学平衡的有关计算，此点也是考试热点，题目难度中等．