Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義．
（1）一定條件下，NO₂與SO₂反應(yīng)生成SO₃和NO兩種氣體．將體積比為3：4的NO₂、SO₂氣體置于容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是______．（錯選不給分）
a．體系壓強保持不變　　　　　 b．混合氣體顏色保持不變
c．混合氣體的密度保持不變　　 d．SO₂的質(zhì)量不再變化
測得上述反應(yīng)平衡時NO₂與SO₂體積比為1：2，則平衡常數(shù)K=______．
（2）一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率．現(xiàn)用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極通O₂和CO₂混合氣體，其總反應(yīng)為：2CO+O₂=2CO₂．則下列說法中正確的是______．（錯選不給分）
a．通CO的一極是電池的正極
b．正極發(fā)生還原反應(yīng)
c．負極發(fā)生的電極反應(yīng)是：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂
d．負極發(fā)生的電極反應(yīng)是：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-
已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol
寫出CO的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為______．
（3）工業(yè)上常用Na₂CO₃溶液吸收法處理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物為例）．已知：NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)．
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂　　2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂
若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO₂（全部逸出）時，吸收液質(zhì)量就增加44g，則混合氣體中NO和NO₂的體積比為______．

Answer 1

解：（1）二氧化氮和二氧化硫的反應(yīng)方程式為：NO₂+SO₂?SO₃+NO，
a．無論反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)體系內(nèi)的壓強始終不變，所以不能根據(jù)“體系壓強保持不變”判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
b．當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，二氧化氮的濃度不變，所以能根據(jù)“混合氣體顏色保持不變”判斷是否達到平衡狀態(tài)，故正確；
c．反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，所以不能根據(jù)“混合氣體的密度保持不變”判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
d．當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，二氧化硫的質(zhì)量不變，所以能根據(jù)“SO₂的質(zhì)量不再變化”判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選bd；
設(shè)原來NO₂、SO₂的體積分別是3L、4L，參加反應(yīng)的二氧化氮的體積是x，
NO₂+SO₂?SO₃+NO
開始 3L 4L 0 0
反應(yīng) x x x x
平衡（3-x）L（4-x）L xLxL
平衡時NO₂與SO₂體積比為1：2，即（3-x）L：（4-x）L=1：2，x=2，
平衡常數(shù)K===2
故答案為：b d；2；
（2）該燃料電池中，投放燃料CO的電極是負極，投放氧氣的電極是正極，
a．通CO的一極是電池的負極，故錯誤；
b．正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故正確；
c．負極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)是：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故正確；
d．負極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)是：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故錯誤；
故選b c；
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol①
C（s）+O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol②
將方程式①-②得CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol，
故答案為：bc；CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol；
（3）設(shè)NO的物質(zhì)的量是x，NO₂的物質(zhì)的量是y，根據(jù)一氧化氮和二氧化氮分別得到的二氧化碳的物質(zhì)的量及溶液質(zhì)量增加的量列方程組為：，解得
即一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量之比=，相同條件下，物質(zhì)的量之比等于其體積之比，所以一氧化氮和二氧化氮的體積之比是1：7，
故答案為：1：7．
分析：（1）當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定；化學(xué)平衡常數(shù)K=；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；將兩個方程式相減即得一氧化碳燃燒方程式；
（3）根據(jù)二氧化碳氣體體積和溶液質(zhì)量增加的量列方程組解出一氧化氮和二氧化氮的體積，從而得出其體積之比．
點評：本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、原電池原理、熱化學(xué)方程式等知識點，平衡平衡狀態(tài)的判斷、電化學(xué)、熱化學(xué)是高考的熱點，燃料電池中電極反應(yīng)式的書寫是學(xué)習(xí)的難點，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性．