Question

16．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）直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境．利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂，在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O．
（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，4H₂（g）+2CO（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1188.2kJ/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2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1452kJ/mol．
（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的一极为负极．
②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则负极的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
（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）=0.012mol/L（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，则改变的条件是升高温度．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫与过量的氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；
（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4H₂（g）+2CO（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1188.2kJ/mol；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=$\frac{c（N2O4）}{C2（NO2）}$=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．

解答 解：（1）二氧化硫与氢氧化钠反应的离子方程式：2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O，故答案为：2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O；
（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4H₂（g）+2CO（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1188.2kJ/mol；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=$\frac{c（N2O4）}{C2（NO2）}$=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．

点评 本题属于拼合型题目，涉及热化学方程式书写、反应热计算、化学平衡有关计算及影响因素、电解池等，侧重考查学生对知识的迁移应用，难度中等．