Question

3．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b（填字母）．
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1mol NO
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=$\frac{8}{3}$．
（2）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）．
（3）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)（填“正”或“負(fù)”）極，寫出B極電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-．
（4）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)是對(duì)于含NO較多混合氣體無法完全吸收，因?yàn)镹O不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等且反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的一系列物理量不變；利用三段法計(jì)算平衡時(shí)的濃度來計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
（2）氨氣是堿性氣體，可以和酸反應(yīng)生成鹽；
（3）根據(jù)圖知，A電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成水和二氧化碳；B電極上失電子和二氧化碳生成碳酸根離子；
（4）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；
②NO和碳酸鈉不反應(yīng)．

解答 解：（1）a．本反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故體系的壓強(qiáng)保持不變，故a不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
b．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NO₂的濃度減小，顏色變淺，故b可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡，故正確；
c．SO₃的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，說明正逆反應(yīng)速率相等，則能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，故正確；
d．d中所述的兩個(gè)速率都是逆反應(yīng)速率，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，故錯(cuò)誤；
                    NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）
  起始物質(zhì)的體積       1a       2a             0     0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積         x        x              x     x
平衡物質(zhì)的體積         1a-x     2a-x           x     x
則（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=0.8a，故平衡常數(shù)為=$\frac{{x}^{2}}{（a-x）（2a-x）}$=$\frac{8}{3}$，
故答案為：b；$\frac{8}{3}$；
（2）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）；
（3）根據(jù)圖知，A電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成水和二氧化碳，所以A是負(fù)極；B電極上失電子和二氧化碳生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
故答案為：負(fù)；O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
（4）①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：$\left\{\begin{array}{l}{x+\frac{y-x}{2}=\frac{22.4}{22.4}}\\{32x+24（y-x）=44}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=\frac{1}{4}}\\{y=\frac{7}{4}}\end{array}\right.$，即一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量之比=$\frac{1}{4}$：$\frac{7}{4}$，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；
②對(duì)于含NO較多混合氣體無法完全吸收，因?yàn)镹O不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，
故答案為：對(duì)于含NO較多混合氣體無法完全吸收，因?yàn)镹O不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、原電池原理、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，化學(xué)平衡判斷中只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為判斷依據(jù)，注意原子守恒的靈活運(yùn)用．