Question

CO₂、SO₂、NOx 是對環境影響較大的氣體，控制和治理CO₂、SO₂、NOx 是解決溫室效應、減少酸雨和光化學煙霧的有效途徑。
（1）下列措施中，有利于降低大氣中的CO₂、SO₂、NOx 濃度的有         （填字母）
a．減少化石燃料的使用，開發新能源
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．將工業廢氣用堿液吸收后再排放
（2）為了降低汽車尾氣對大氣的污染，有關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)生產甲醇的化學方程式                           ，已知該反應合成1 mol液態甲醇吸收熱量131.9 kJ， 2H₂ (g) + CO(g) + 3/2O₂g) =CO₂ (g) +2H₂0 (g) △H =－594.1 kJ·mol－1，請寫出液態甲醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學方程式                                                      。
（3）有人設想以下圖所示裝置用電化學原理將CO₂、SO₂轉化為重要化工原料。
若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則通入CO₂的一極為        極；若A為SO_2，B為O₂，C為H₂SO₄。則負極的電極反應式為                            ；
（4）①在研究氮的氧化物的轉化時，某小組查閱到以下數據：17℃、1.01×105 Pa時，
2NO₂(g)   N₂O₄(g)  △H <0的平衡常數 K＝13.3，則該條件下密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時，若 c (NO₂) =" 0.0300" mol·L－1，
c (N₂O₄)＝                （保留兩位有效數字）；
②改變上述體系的某個條件，達到新的平衡后，測得混合氣體中 c (NO₂₎ =" 0.04" mol·L－1， c (N₂O₄) =" 0.007" mol·L－1，則改變的條件為                       ；

Answer 1

（1）acd （2分）
（2）CO＋2 H₂＝CH₃OH（2分）
2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)   ΔH =－1452 kJ·mol^－1（3分）
（3）正（1分）； SO₂＋2H ₂O－2e— = SO₄^2－＋ 4H⁺  （2分）；
（4）①0.012 mol·L^－1  （2分）②升高溫度（2分）

（1）使用無氟冰箱，減少氟里昂排放，是抑制臭氧層破壞的，b不正確，其余都是正確的，答案選acd。
（2）根據已知的反應物和生成物可知，方程式為CO＋2H₂CH₃OH。反應①CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(l) △H =＋131.9 kJ·mol^－1，和反應②2H₂ (g) + CO(g) + 3/2O₂g) =CO₂ (g) +2H₂0 (g)  △H =－594.1 kJ·mol^－1，所以根據蓋斯定律可知，（②－①）×2即得到 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)，所以反應熱△H =（－594.1 kJ·mol^－1－131.9 kJ·mol^－1）×2＝－1452 kJ·mol^－1。
（3）在反應中碳元素的化合價降低，所以CO₂是氧化劑，得到電子，因此CO₂在正極通入。SO₂失去電子，在負極通入，電極反應式為SO₂＋2H ₂O－2e— = SO₄^2－＋ 4H⁺ 。
（4）①根據平衡常數表達式可知，c (N₂O₄)＝13.3×0.0300²＝0.012 mol·L^－1。
②此時平衡常數是0.007÷0.04²＝4.375，即平衡常數減小。由于正反應是放熱反應，所以改變的條件是升高溫度，平衡向逆反應方向移動。