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，你認為用哪種合成設計線路更符合“綠色化學”理念：（用化學反應方程式表示）                    。
（2）如圖所示是用于合成甲醇產品中甲醇含量的檢測儀。寫出該儀器工作時的電極反應式：

負極                      ，正極                  。
（3）一定條件下，NO₂和SO₂反應生成SO₃（g）和NO兩種氣體，現將體積比為1:2的NO₂和SO₂的混合氣體置于密閉容器中發生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是         。（填序號）

A．體系壓強保持不變	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，同時生成1 mol NO

當測得上述平衡體系中NO₂與SO₂體積比為1:6時，則該反應平衡常數K值為           ；
（4）工業常用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，每產生標準狀況下CO₂ 2．24L（CO₂氣體全部逸出）時，吸收液質量就增加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）因為化學反應的過程就是原子重新組合的過程，由于“綠色化學”就是反應物的原子完全轉化為目標生成物，所以使用CO、H₂來制取CH₃OH 。反應的方程式為：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。（2）左邊通入甲醇的電極為負極，電極反應為：2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂+12H⁺；右邊通入O₂的電極為正極，由于是酸性介質，發生的電極反應為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O。（3）NO₂和SO₂反應生成SO₃（g）和NO的方程式為：NO₂+SO₂SO₃(g)+NO．A．該反應是反應前后氣體體積相等的可逆反應，所以無論反應是否達到平衡，反應的壓強都不會發生變化。B．由于容器的容積不變，若反應達到平衡，任何物質的物質的量不變，NO₂是有色的物質，其濃度不變，所以混合氣體顏色保持不變。因此該反應達到平衡。正確。C．發生反應NO₂+SO₂SO₃(g)+NO ，每產生SO₃1mol,必然同時產生NO1mol。因此無論反應是否達到平衡，SO₃、NO的體積比始終保持不變。故不能作為反應達到平衡的標志。錯誤。D．SO₂是反應物，NO為生成物，方程式中二者的物質的量的比為1:1,所以每消耗 1 mol SO₂，同時生成1 mol NO ，與反應是否達到平衡無關，因此不能作為反應達到平衡的標志。錯誤。假設反應開始時，n(NO₂)="amol;" n(SO₂)=2amol．。在反應過程中?n(NO₂)="xmol" ，則?n(SO₂)=xmol,則達到平衡是反應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平衡常數。（4）由方程式可以看出：每產生1mol的CO₂，消耗混合氣體2mol。現在產生2．24L標志狀況下的CO₂，即產生0．1 mol CO₂，所以消耗氣體0．1mol．．則混合氣體的摩爾質量為44g/mol．假設NO為xmol, NO₂為(1-x)mol．30x+46(1-x)=44．則x:(1-x)=1:7．