Question

5．研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理及利用的方法具有重要意義．
（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1：2的NO₂、SO₂氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc．
a．體系壓強(qiáng)保持不變             b．混合氣體顏色保持不變
c．體系中SO₃的體積分?jǐn)?shù)保持不變   d．每消耗1mol SO₂的同時(shí)生成1molNO
（2）測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=$\frac{8}{3}$．
（3）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO₂，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)．該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO₂外，還能得到一種復(fù)合肥料，該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為（NH₄）₃PO₄（或（NH₄）₂HPO₄或NH₄H₂PO₄）（寫出一種即可）．
（4）如圖是MCFC燃料電池，它是以水煤氣（CO、H₂）
為燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物為電解質(zhì)．A為電池的負(fù)極（選填“正”或“負(fù)”）寫出B極電極反應(yīng)式2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-．
（5）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
①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(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44g，則混合氣體中NO和NO₂的體積比為1：7．
②用Na₂CO₃溶液吸收法處理氮的氧化物存在的缺點(diǎn)是含NO較多混合氣體無法完全吸收．

Answer 1

分析 （1）a．隨反應(yīng)：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的進(jìn)行，氣體的總的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變．
b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度不變．
c．隨反應(yīng)進(jìn)行NO和O₂的物質(zhì)的量之比發(fā)生變化．
d．每消耗1mol SO₂的同時(shí)生成1mol NO都表示正反應(yīng)速率．
（2）據(jù)三段式求出各物質(zhì)的濃度以及化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）氨氣是堿性氣體，可以和酸反應(yīng)生成鹽；
（4）碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極，通入燃料的電極一定為負(fù)極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)；
（5）①根據(jù)二氧化碳?xì)怏w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；
②根據(jù)過多的NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)；

解答 解：（1）a．隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，體系壓強(qiáng)保持不變，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．混合氣體顏色保持不變，說明二氧化氮的濃度不變，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故b正確；
c．隨反應(yīng)進(jìn)行NO和O₂的物質(zhì)的量之比發(fā)生變化，NO和O₂的物質(zhì)的量之比保持不變，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確；
d．每消耗1mol SO₂的同時(shí)生成1mol NO都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都按此比例進(jìn)行，故d錯(cuò)誤．
故選：bc；
（2）NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積 a 2a 0 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積 x x x x
平衡物質(zhì)的體積 a-x 2a-x x x
平衡時(shí)NO₂與SO₂體積比為1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=$\frac{4}{5}$a，故平衡常數(shù)K=$\frac{C（SO{\;}_{3}）C（NO）}{c（NO{\;}_{2}）C（SO{\;}_{2}）}$=$\frac{x{\;}^{2}}{（a-x）（2a-x）}$=$\frac{\frac{16}{25}a{\;}^{2}}{\frac{1}{5}a×\frac{6}{5}a}$=$\frac{8}{3}$，
故答案為：$\frac{8}{3}$；
（3）氨氣是堿性氣體，可以和磷酸反應(yīng)生成鹽，產(chǎn)生的鹽隨著酸的磷酸的量的多少而不同，可以產(chǎn)生磷酸銨，磷酸氫銨或是磷酸二氫銨，故答案為：（NH₄）₃PO₄（或（NH₄）₂HPO₄或NH₄H₂PO₄）；
（4）碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極，通入燃料的電極一定為負(fù)極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為：負(fù)；2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；
（5）①設(shè)NO的物質(zhì)的量是x，NO₂的物質(zhì)的量是y，則
x+$\frac{y-x}{2}$=$\frac{22.4}{22.4}$mol；
32x+24（y-x）=44
解得：x=$\frac{1}{4}$，y=$\frac{7}{4}$；即一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量之比$\frac{1}{4}$：$\frac{7}{4}$=1：7，所以相同條件下，一氧化氮和二氧化氮的體積之比是1：7，故答案為：1：7．
②NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，所以對(duì)于含NO較多混合氣體無法完全吸收，故答案為：含NO較多混合氣體無法完全吸收．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)、電極反應(yīng)以及化學(xué)計(jì)算，注意平時(shí)知識(shí)的積累以及靈活應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度不大．