Question

2．研究CO、SO₂、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义．
（1）以CO或CO₂与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇，你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）CO（g）+2H₂（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH₃OH（g）．
（2）一定条件下，NO₂和SO₂ 反应生成SO₃（g）和NO两种气体，现将体积比为1：2的NO₂和SO₂的混合气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是B．（填序号）
A．体系压强保持不变           
B．混合气体颜色保持不变
C．SO₃、NO的体积比保持不变       
D．每消耗 1mol SO₂，同时生成1mol NO
当测得上述平衡体系中NO₂与SO₂体积比为1：6时，则该反应平衡常数K值为$\frac{8}{3}$；
（3）工业常用Na₂CO₃饱和溶液回收NO、NO₂气体：NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₃+NaNO₂+CO₂若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO、NO₂混合气体，每产生标准状况下CO₂ 2.24L（CO₂气体全部逸出）时，吸收液质量就增加4.4g，则混合气体中NO和NO₂体积比为1：7．

Answer 1

分析 （1）根据“绿色化学”的特征：反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100%；
（2）平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变；计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数；
（3）根据二氧化碳气体体积和溶液质量增加的量列方程组解出一氧化氮和二氧化氮的体积，从而得出其体积之比．

解答 解：（1）以CO与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH₃OH（g）；
以CO₂与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇：CO₂（g）+3H₂（g） $\stackrel{一定条件}{→}$CH₃OH（g））+H₂O，
以CO与H₂为原料，产物只有一种，符合符合“绿色化学”的思想，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）$\stackrel{一定条件}{→}$CH₃OH（g）；
（2）A．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；
B．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故B正确；
C．SO₃和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂，不能判断是否达到平衡状态，故D错误．
            NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物质的体积 a      2a       0       0
转化物质的体积 x      x        x        x
平衡物质的体积 a-x   2a-x      x        x
平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=$\frac{4}{5}$a，故平衡常数K=$\frac{C（S{O}_{3}）C（NO）}{c（N{O}_{2}）C（S{O}_{2}）}$=$\frac{{x}^{2}}{（a-x）（2a-x）}$=$\frac{\frac{16}{25}{a}^{2}}{\frac{a}{5}×\frac{6a}{5}}$=$\frac{8}{3}$，
故答案为：B；$\frac{8}{3}$； 
（3）设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，则
   $\left\{\begin{array}{l}{x+\frac{y-x}{2}=\frac{2.24}{22.4}}\\{32x+24（y-x）=4.4}\end{array}\right.$
解得：x=$\frac{1}{40}$，y=$\frac{7}{40}$；即一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比为：$\frac{1}{40}$：$\frac{7}{40}$=1：7，所以相同条件下，一氧化氮和二氧化氮的体积之比是1：7，
故答案为：1：7．

点评 本题考查绿色化学、化学平衡的标志、平衡常数的计算以及物质的量的相关计算，综合性较强，难度中等．