题目

题型：不详难度：来源：

(2014届江西省南昌市高三3月第一次模拟考试理综化学试卷）
研究CO、SO₂、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义。
（1）以CO或CO₂与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇，你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）                    。
（2）如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式：

负极                      ，正极                  。
（3）一定条件下，NO₂和SO₂反应生成SO₃（g）和NO两种气体，现将体积比为1:2的NO₂和SO₂的混合气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是         。（填序号）

A．体系压强保持不变	B．混合气体颜色保持不变
C．SO3、NO的体积比保持不变	D．每消耗 1 mol SO2，同时生成1 mol NO

当测得上述平衡体系中NO₂与SO₂体积比为1:6时，则该反应平衡常数K值为           ；
（4）工业常用Na₂CO₃饱和溶液回收NO、NO₂气体：
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂
若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO、NO₂混合气体，每产生标准状况下CO₂ 2．24L（CO₂气体全部逸出）时，吸收液质量就增加4．4g，则混合气体中NO和NO₂体积比为         。

答案

（1）CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)
（2）负极：2CH₃OH-12e^-+2H₂O   2CO₂+12H⁺   正极：3O₂+12e^-+12H⁺   6H₂O
（3） B 2．67(或)    （4）1∶7

解析

（1）因为化学反应的过程就是原子重新组合的过程，由于“绿色化学”就是反应物的原子完全转化为目标生成物，所以使用CO、H₂来制取CH₃OH 。反应的方程式为：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。（2）左边通入甲醇的电极为负极，电极反应为：2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂+12H⁺；右边通入O₂的电极为正极，由于是酸性介质，发生的电极反应为：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O。（3）NO₂和SO₂反应生成SO₃（g）和NO的方程式为：NO₂+SO₂SO₃(g)+NO．A．该反应是反应前后气体体积相等的可逆反应，所以无论反应是否达到平衡，反应的压强都不会发生变化。B．由于容器的容积不变，若反应达到平衡，任何物质的物质的量不变，NO₂是有色的物质，其浓度不变，所以混合气体颜色保持不变。因此该反应达到平衡。正确。C．发生反应NO₂+SO₂SO₃(g)+NO ，每产生SO₃1mol,必然同时产生NO1mol。因此无论反应是否达到平衡，SO₃、NO的体积比始终保持不变。故不能作为反应达到平衡的标志。错误。D．SO₂是反应物，NO为生成物，方程式中二者的物质的量的比为1:1,所以每消耗 1 mol SO₂，同时生成1 mol NO ，与反应是否达到平衡无关，因此不能作为反应达到平衡的标志。错误。假设反应开始时，n(NO₂)="amol;" n(SO₂)=2amol．。在反应过程中∆n(NO₂)="xmol" ，则∆n(SO₂)=xmol,则达到平衡是反应NO₂+SO₂SO₃(g)+NO平衡体系中n(NO₂)=(a-x)mol;n(SO₂)=(2a-x)mol;n(SO₃)=xmol;n(NO)=xmol。由于平衡时NO₂与SO₂体积比为1:6，所以(a-x)：(2a-x)=1:6．解得．所以在该温度下该反应平衡常数。（4）由方程式可以看出：每产生1mol的CO₂，消耗混合气体2mol。现在产生2．24L标志状况下的CO₂，即产生0．1 mol CO₂，所以消耗气体0．1mol．．则混合气体的摩尔质量为44g/mol．假设NO为xmol, NO₂为(1-x)mol．30x+46(1-x)=44．则x:(1-x)=1:7．