Question

【題目】消除含氮化合物對(duì)大氣和水體的污染是環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。

（1）化學(xué)上采用NH3處理NxOy不僅可以消除污染，還可作為工業(yè)生產(chǎn)的能量來(lái)源。

已知：

則用NH3處理NO生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為_______________________________。

（2）已知：。不同溫度下，向三個(gè)容器中分別投入相同量的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得不同壓強(qiáng)下平衡混合物中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖所示。

①M點(diǎn)的v正___________Q點(diǎn)的v正（填“>”“<”或“=”）。

②圖中M點(diǎn)的平衡常數(shù)比N點(diǎn)的平衡常數(shù)___________（填“大”“小”或“相等”）

（3）水體中過(guò)量氨氣（以表示）會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。

①用次氯酸鈉除去氨氮的原理如圖所示。寫(xiě)出總反應(yīng)化學(xué)方程式____________。

②該反應(yīng)需控制溫度，溫度過(guò)高時(shí)氨氮去除率降低的原因是_____________________。

（4）氮氧化物也可用堿溶液吸收。若NO和混合氣體被NaOH溶液完全吸收，只生成一種鹽，則該鹽的化學(xué)式為___________；已知常溫下，，則反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為_____________。

（5）利用反應(yīng)（未配平）消除用電器的簡(jiǎn)易裝置如圖所示。

①a電極上的反應(yīng)式為____________________________________________。

②常溫下，若用該電池電解0.6L飽和食鹽水，一段時(shí)間后，測(cè)得飽和食鹽水pH變?yōu)?/span>13，則理論上b電極上消耗B氣體的體積為___________ mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況；假設(shè)電解過(guò)程中溶液體積不變）。

Answer 1

【答案】4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g) △H=-1784.4kJmol-1 ＞ 大 2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O 溫度過(guò)高，加快了中間產(chǎn)物HClO的分解，導(dǎo)致氨氮去除率降低 NaNO2 5×1010 2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O 336

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答；

(2)①M點(diǎn)比Q點(diǎn)壓強(qiáng)大；

②M點(diǎn)氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)比N點(diǎn)大，結(jié)合放熱反應(yīng)分析判斷；

(3)①根據(jù)原理圖，NH3、NaClO是反應(yīng)物，次氯酸、鹽酸、氫氧化鈉為中間產(chǎn)物，氯化鈉、氮?dú)夂退�是生成物，�?jù)此書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式；②根據(jù)溫度對(duì)中間產(chǎn)物HClO的影響分析解答；

(4)NO和NO2混合氣體被NaOH溶液完全吸收，只生成一種鹽，反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)發(fā)生變化，NO中N元素化合價(jià)為+2、NO2中N元素化合價(jià)為+4，則生成的鹽中N元素化合價(jià)為+3價(jià)；根據(jù)HNO2(aq)+NaOH(aq)NaNO2(ag)+H2O(1)的平衡常數(shù)表達(dá)式結(jié)合水的離子積常數(shù)分析計(jì)算；

(5)①根據(jù)圖中電子的運(yùn)動(dòng)方向可知，a極為負(fù)極，為氨氣在堿性條件下發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮?dú)獾姆磻?yīng)；②根據(jù)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑～2e-，一段時(shí)間后，測(cè)得飽和食鹽水pH變?yōu)?/span>13，則溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol/L=0.06mol，b極電極反應(yīng)式為：2NO2+8e-=N2+8OH-，結(jié)合電子守恒分析計(jì)算。

(1)①2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-177kJ/mol，②4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g) △H=-1253.4kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，將②+①×3得：4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g) △H=(-1253.4kJ/mol)+(-177kJ/mol)×3=-1784.4kJmol-1；故答案為：4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g) △H=-1784.4kJmol-1；

(2)①M點(diǎn)比Q點(diǎn)壓強(qiáng)大，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，則M點(diǎn)的v正＞Q點(diǎn)的v正，故答案為：＞；

②M點(diǎn)氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)比N點(diǎn)大，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則M點(diǎn)的溫度高，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，則M點(diǎn)的平衡常數(shù)比N點(diǎn)的平衡常數(shù)大，故答案為：大；

(3)①根據(jù)次氯酸鈉除去氨氮的原理圖可知，NH3、NaClO是反應(yīng)物，次氯酸、鹽酸、氫氧化鈉為中間產(chǎn)物，氯化鈉、氮?dú)夂退�是生成物，所以反�?yīng)的化學(xué)方程式為：2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O，故答案為：2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O；

②溫度過(guò)高時(shí)，加快了中間產(chǎn)物HClO的分解，導(dǎo)致氨氮去除率降低，故答案為：溫度過(guò)高時(shí)，加快了中間產(chǎn)物HClO的分解，導(dǎo)致氨氮去除率降低；

(4)NO和NO2混合氣體被NaOH溶液完全吸收，只生成一種鹽，反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)發(fā)生變化，NO中N元素化合價(jià)為+2、NO2中N元素化合價(jià)為+4，則生成的鹽中N元素化合價(jià)為+3價(jià)，為亞硝酸鹽，因此化學(xué)式為NaNO2；反應(yīng)HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(ag)+H2O(1)的平衡常數(shù)K=====5×1010，故答案為：NaNO2；5×1010；

(5)①根據(jù)圖中電子的運(yùn)動(dòng)方向可知，a極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則為氨氣在堿性條件下發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮?dú)獾姆磻?yīng)，電極反應(yīng)式為：2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O，故答案為：2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O；

②電解0.6L飽和食鹽水，電解反應(yīng)為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑～2e-，一段時(shí)間后，測(cè)得飽和食鹽水pH變?yōu)?/span>13，則溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol/L=0.06mol，轉(zhuǎn)移電子為0.06mol，同一串聯(lián)電路轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同，設(shè)B極消耗的NO2V，根據(jù)b極電極反應(yīng)有：

2NO2 + 8e- = N2+8OH-

44.8L 8mol

V0.06mol

則V==0.336L=336mL，故答案為：336。