Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义．
（1）已知：H₂（g）、CO（g）和CH₃CH₂OH（l）的燃烧热分别为285.8kJ∕mol、283.0kJ∕mol和1365.5kJ∕mol．写出由一定量H₂（g）和CO（g）反应生成1mol CH₃CH₂OH（l）和液态水的热化学方程式的

 

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（2）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体．将体积比为1：2的NO₂、SO₂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

 

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a．体系压强保持不变             b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变      d．每消耗1mol SO₂的同时生成1mol NO
（3）右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．则该电池的负极反应式为

 

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（4）将0.2mol CO₂气体通人150mL、2mol∕L的NaOH溶液中，完全反应后所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是

 

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（5）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物为例）．
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应．
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，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO₂的体积比为

 

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Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡状态的判断,钠的重要化合物

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式；
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；
（3）该装置中含有质子交换膜，则电解质溶液为酸性，酸性条件下，乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应；
（4）二氧化碳和氢氧化钠反应：当n（CO₂）：n（NaOH）≥1：1时反应生成碳酸氢钠，当n（CO₂）：n（NaOH）≤1：2时生成碳酸钠，当

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1时生成碳酸钠和碳酸氢钠，据此分析解答；
（5）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）H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/molⅠ
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1Ⅱ
C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=3H₂O（l）+2CO₂ （g）△H=-1365.5kJ/molⅢ
将方程式Ⅰ×4+Ⅱ×2-Ⅲ得
2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（l）+H₂O（l）△H=（-283.0kJ?mol^-1）×2+（-285.8kJ/mol）×4-（-1365.5kJ/mol ）=-343.7 kJ?mol^-1，
故答案为：2CO（g）+4H₂ （g）=CH₃CH₂OH（l）+H₂O（l）△H=-343.7 kJ?mol^-1；
（2）a．体系的压强始终不变，故不能说明达平衡状态，故a错误；
b．混合气体颜色保持不变，说明正逆反应速率相等，故b正确；
c．SO₃和NO的体积比，始终保持不变，故c错误；
d．每消耗1 mol SO₂的同时生成1 molNO，只要反应发生一直符合这一关系，故d错误；
故答案为：b；　
（3）该装置中含有质子交换膜，则电解质溶液为酸性，酸性条件下，乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子和水反应生成乙酸和氢离子而发生氧化反应，电极反应式为：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺，
故答案为：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺；
（4）n （CO₂）=0.2mol，150mL、2mol?L^-1的NaOH溶液中n（NaOH）=C×V=0.3mol，则有：2＞

n(NaOH)

n(CO2)

=

3

2

＞1，则反应的可能方程式有：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，所以：所得产物为Na₂CO₃和NaHCO₃，设所得产物中含Na₂CO₃为xmol，NaHCO₃为ymol，
则得方程组：

x+y=0.2 2x+y=0.3

解得：x=0.1，y=0.1，在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中，c（Na⁺）最大，碳酸根离子水解大于碳酸氢根离子的水解，则c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），水解使溶液显碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），显性离子大于隐性离子，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
即离子浓度大小为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：C（Na+）＞C（HCO₃^-）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）；
（5）设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，根据一氧化氮和二氧化氮分别得到的二氧化碳的物质的量及溶液质量增加的量列方程组为：

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质的量之比=

1

4

，相同条件下，物质的量之比等于其体积之比，所以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：本题考查了利用盖斯定律进行反应热的计算、化学电源燃料电池、离子浓度大小比较等知识，利用极限法进行分析二氧化碳和氢氧化钠反应后溶液中的溶质是解答本题的难点，注意碳酸根离子水解程度大，题目难度较大．