Question

研究CO、SO₂、NO等大氣污染氣體的綜合處理與利用具有重要意義。
（1）以CO或CO₂與H₂為原料，在一定條件下均可合成甲醇，你認(rèn)為用哪種合成設(shè)計(jì)線(xiàn)路更符合“綠色化學(xué)”理念：（用化學(xué)反應(yīng)方程式表示）                    。
（2）如圖所示是用于合成甲醇產(chǎn)品中甲醇含量的檢測(cè)儀。寫(xiě)出該儀器工作時(shí)的電極反應(yīng)式：

負(fù)極                      ，正極                  。
（3）一定條件下，NO₂和SO₂反應(yīng)生成SO₃（g）和NO兩種氣體，現(xiàn)將體積比為1:2的NO₂和SO₂的混合氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是         。（填序號(hào)）

A．體系壓強(qiáng)保持不變	B．混合氣體顏色保持不變
C．SO3、NO的體積比保持不變	D．每消耗 1 mol SO2，同時(shí)生成1 mol NO

當(dāng)測(cè)得上述平衡體系中NO₂與SO₂體積比為1:6時(shí)，則該反應(yīng)平衡常數(shù)K值為           ；
（4）工業(yè)常用Na₂CO₃飽和溶液回收NO、NO₂氣體：
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂
若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO、NO₂混合氣體，每產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂ 2．24L（CO₂氣體全部逸出）時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加4．4g，則混合氣體中NO和NO₂體積比為         。

Answer 1

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

試題分析：（1）因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是原子重新組合的過(guò)程，由于“綠色化學(xué)”就是反應(yīng)物的原子完全轉(zhuǎn)化為目標(biāo)生成物，所以使用CO、H₂來(lái)制取CH₃OH 。反應(yīng)的方程式為：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。（2）左邊通入甲醇的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂+12H⁺；右邊通入O₂的電極為正極，由于是酸性介質(zhì)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O。（3）NO₂和SO₂反應(yīng)生成SO₃（g）和NO的方程式為：NO₂+SO₂SO₃(g)+NO．A．該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的可逆反應(yīng)，所以無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，反應(yīng)的壓強(qiáng)都不會(huì)發(fā)生變化。B．由于容器的容積不變，若反應(yīng)達(dá)到平衡，任何物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，NO₂是有色的物質(zhì)，其濃度不變，所以混合氣體顏色保持不變。因此該反應(yīng)達(dá)到平衡。正確。C．發(fā)生反應(yīng)NO₂+SO₂SO₃(g)+NO ，每產(chǎn)生SO₃1mol,必然同時(shí)產(chǎn)生NO1mol。因此無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，SO₃、NO的體積比始終保持不變。故不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。錯(cuò)誤。D．SO₂是反應(yīng)物，NO為生成物，方程式中二者的物質(zhì)的量的比為1:1,所以每消耗 1 mol SO₂，同時(shí)生成1 mol NO ，與反應(yīng)是否達(dá)到平衡無(wú)關(guān)，因此不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。錯(cuò)誤。假設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，n(NO₂)="amol;" n(SO₂)=2amol．。在反應(yīng)過(guò)程中?n(NO₂)="xmol" ，則?n(SO₂)=xmol,則達(dá)到平衡是反應(yīng)NO₂+SO₂SO₃(g)+NO平衡體系中n(NO₂)=(a-x)mol;n(SO₂)=(2a-x)mol;n(SO₃)=xmol;n(NO)=xmol。由于平衡時(shí)NO₂與SO₂體積比為1:6，所以(a-x)：(2a-x)=1:6．解得．所以在該溫度下該反應(yīng)平衡常數(shù)。（4）由方程式可以看出：每產(chǎn)生1mol的CO₂，消耗混合氣體2mol。現(xiàn)在產(chǎn)生2．24L標(biāo)志狀況下的CO₂，即產(chǎn)生0．1 mol CO₂，所以消耗氣體0．1mol．．則混合氣體的摩爾質(zhì)量為44g/mol．假設(shè)NO為xmol, NO₂為(1-x)mol．30x+46(1-x)=44．則x:(1-x)=1:7．