Question

面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点．SO₂、NO_x、CO₂是对环境影响较大的气体，对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径．
（1）下列措施中，有利于降低大气中的SO₂、NO_x、CO₂浓度的有______（选填字母）．
a．减少化石燃料的使用，加快开发和利用风能、氢能等新能源
b．使用无磷洗涤用品，减少含磷废物的排放
c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车
d．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
（2）用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染．已知用合成气（CO和H₂）合成1mol液态甲醇吸收热量为131.9kJ，2H₂（g）+CO₂（g）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）
△H=-594.1kJ/mol，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______．
（3）现欲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．
①若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH则通入H₂的一极为______极；
②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则负极的电极反应式为______．
（4）①已知：密闭容器中，17℃、1.01×10⁵Pa条件下，2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0的平衡常数K=13.3．
当此反应达到平衡时，若c（NO₂）=0.030mol/L，则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，c（N₂O₄）=0.007mol/L，则改变的条件是______．

Answer 1

解：（1）大气中的SO₂、NO_x、CO₂主要来源于化石燃料的使用，故能减少化石燃料使用的措施都可以，故答案为：acd；
（2）已知合成液态甲醇的热化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=+131.9kJ/mol，又已知CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/m；利用盖斯定律可求出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/mol，
故答案为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/mol；
（3）①H₂失去电子，故H₂的一极为负极，故答案为：负；
②SO₂在负极失去电子转化为SO₄^2-，故其电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（4）①K==13.3，再根据c（NO₂）=0.030mol/L，可求出c（N₂O₄）=0.012mol/L，故答案为：0.012mol/L；
②改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，根据c（NO₂）和c（N₂O₄）求出K=4.375，K减小，说明升高了温度，平衡逆向移动，故答案为：升高温度．
分析：（1）大气中的SO₂、NO_x、CO₂主要来源于化石燃料的使用，故能减少化石燃料使用的措施都可以；
（2）已知合成液态甲醇的热化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=+131.9kJ/mol，又已知CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/m；利用盖斯定律可求出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式；
（3）①H₂失去电子，故H₂的一极为负极；
②SO₂在负极失去电子转化为SO₄^2-，故其电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（4）①K==13.3，再根据c（NO₂）=0.030mol/L，可求出c（N₂O₄）；
②改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，根据c（NO₂）和c（N₂O₄）求出K值，K减小，说明升高了温度，平衡逆向移动．
点评：本题考查了环境问题、热化学方程式、原电池电极的判断、化学平衡常数、化学平衡移动等，综合性较强．