Question

（2013?資陽模擬）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生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態的是

bd

．（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的質量不再變化
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1：2，則平衡常數K=

2

．
（2）一種新型熔融鹽燃料電池具有高發電效率．現用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融鹽混合物作電解質，一極通CO氣體，另一極通O₂和CO₂混合氣體，其總反應為：2CO+O₂=2CO₂．則下列說法中正確的是

bc

．（錯選不給分）
a．通CO的一極是電池的正極
b．正極發生還原反應
c．負極發生的電極反應是：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂
d．負極發生的電極反應是：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-
已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol
寫出CO的燃燒熱的熱化學方程式為

CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ/mol

．
（3）工業上常用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．
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，每產生22.4L（標準狀況）CO₂（全部逸出）時，吸收液質量就增加44g，則混合氣體中NO和NO₂的體積比為

1：7

．

Answer 1

分析：（1）當可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度可以保持恒定；化學平衡常數K=

C(SO3)．C(NO)

C(SO2)．C(NO2)

；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應；將兩個方程式相減即得一氧化碳燃燒方程式；
（3）根據二氧化碳氣體體積和溶液質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．

解答：解：（1）二氧化氮和二氧化硫的反應方程式為：NO₂+SO₂?SO₃+NO，
a．無論反應是否達到平衡狀態，反應體系內的壓強始終不變，所以不能根據“體系壓強保持不變”判斷反應是否達到平衡狀態，故錯誤；
 b．當反應達到平衡狀態時，二氧化氮的濃度不變，所以能根據“混合氣體顏色保持不變”判斷是否達到平衡狀態，故正確；
c．反應前后氣體的質量不變，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“混合氣體的密度保持不變”判斷反應是否達到平衡狀態，故錯誤；    
d．當反應達到平衡狀態時，二氧化硫的質量不變，所以能根據“SO₂的質量不再變化”判斷反應是否達到平衡狀態，故正確；
故選bd；
設原來NO₂、SO₂的體積分別是3L、4L，參加反應的二氧化氮的體積是x，
     NO₂+SO₂?SO₃+NO
開始 3L  4L   0   0
反應 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K=

x?x

(3-x)．(4-x)

=

2?2

1?2

=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生還原反應，故正確；
c．負極上一氧化碳失電子發生氧化反應，發生的電極反應是：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故正確；
d．負極上一氧化碳失電子發生氧化反應，發生的電極反應是：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，故錯誤；
故選b c；
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol①
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol②
將方程式①-②得CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol，
故答案為：bc；CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283 kJ/mol；
 （3）設NO的物質的量是x，NO₂的物質的量是y，根據一氧化氮和二氧化氮分別得到的二氧化碳的物質的量及溶液質量增加的量列方程組為：

x+ y-x 2 = 22.4 22.4 32x+24(y-x)=44

，解得

x= 1 4 y= 7 4

即一氧化氮和二氧化氮的物質的量之比=

1

4

mol：

7

4

mol=1：7，相同條件下，物質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．

點評：本題考查了化學平衡狀態的判斷、原電池原理、熱化學方程式等知識點，平衡平衡狀態的判斷、電化學、熱化學是高考的熱點，燃料電池中電極反應式的書寫是學習的難點，注意電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性．