化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。

(1)催化反硝化法中,H2能將NO還原為N2。25 ℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行10 min,溶液的pH由7變?yōu)?2。

①N2的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______。

②上述反應(yīng)離子方程式為_(kāi)_______________,其平均反應(yīng)速率v(NO)為_(kāi)_______mol·L-1·min-1。

③還原過(guò)程中可生成中間產(chǎn)物NO,寫(xiě)出3種促進(jìn)NO水解的方法__________________________。

(2)電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。

①電源正極為_(kāi)_______(填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為_(kāi)___________。

②若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm-Δm)為_(kāi)_______g。


解析 (1)①N2分子中,兩個(gè)氮原子以三個(gè)共用電子對(duì)相結(jié)合。②反應(yīng)物是H2和NO,已知生成物之一是N2,根據(jù)溶液pH的變化可知另一種生成物是OH,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律及質(zhì)量守恒可知還有一種生成物是H2O,v(NO)=v(OH)≈=0.001 mol·L-1·min-1。③升高溫度、稀釋均可促進(jìn)水解;NO水解方程式為NO+H2OHNO2+OH,加酸可中和OH,使水解平衡正向移動(dòng);加入水解呈酸性的鹽,如NH、Fe3等也可促進(jìn)水解。(2)①與直流電源B相連的電極上,NO變?yōu)镹2,發(fā)生了還原反應(yīng),因此B是電源的負(fù)極,A是電源的正極。根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒、元素守恒可寫(xiě)出陰極反應(yīng)式為2NO+6H2O+10e===N2↑+12OH。②陽(yáng)極反應(yīng)式為10H2O-20e===20H+5O2↑,陰極反應(yīng)式為4NO+12H2O+20e===2N2↑+24OH。電解過(guò)程中,若轉(zhuǎn)移20 mol電子,陽(yáng)極20 mol H通過(guò)交換膜移向陰極,則陽(yáng)極質(zhì)量減少20 mol×1 g/mol+5 mol×32 g/mol=180 g;陰極質(zhì)量減少2 mol×28 g/mol-20 g=36 g。即當(dāng)通過(guò)20 mol電子時(shí),兩極質(zhì)量變化差Δm-Δm=180 g-36 g=144 g,顯然,當(dāng)轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí),膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為14.4 g。

答案 (1)①N≡N、2NO+5H2N2+2OH+4H2O 0.001 ③加酸,升高溫度,加水 (2)①A 2NO+6H2O+10e===N2↑+12OH、14.4


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


下列物質(zhì)溶于水后能用分液漏斗分離的是(  )

A.乙醇                                B.甲醇

C.甲醛                                D.苯

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


已知X、Y、Z、W四種短周期元素在周期表中的相對(duì)位置如圖,下列說(shuō)法正確的是(  )

X

Y

Z

W

 

A.

非金屬性:X<Y<Z

 

B.

W的原子序數(shù)可能是Y的原子序數(shù)的2倍

 

C.

氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:Y<W

 

D.

Z的化學(xué)活潑性一定比X 強(qiáng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸等的重要原料,圍繞合成氨人們進(jìn)行了一系列的研究

(1)氫氣既能與氮?dú)庥帜芘c氧氣發(fā)生反應(yīng),但是反應(yīng)的條件卻不相同.

已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol

3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol

計(jì)算斷裂1mol N≡N鍵需要能量  kJ,氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵  (填“強(qiáng)”或“弱”),因此氫氣與二者反應(yīng)的條件不同.

(2)固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題.自然界中存在天然的大氣固氮過(guò)程:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.8kJ/mol,工業(yè)合成氨則是人工固氮.分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù),下列結(jié)論正確的是  

 反應(yīng)

大氣固氮

工業(yè)固氮

 

溫度/℃

27

2000

25

350

400

450

K

3.84×10﹣31

0.1

5×108

1.847

0.507

0.152

A.常溫下,大氣固氮幾乎不可能進(jìn)行,而工業(yè)固氮非常容易進(jìn)行

B.人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無(wú)意義的

C.工業(yè)固氮溫度越低,氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全

D.K越大說(shuō)明合成氨反應(yīng)的速率越大

(3)在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料,發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)測(cè)得甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%.

N2

H2

NH3

1

3

0

0.5

1.5

1

0

0

4

①判斷乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向  .(填“正向”或“逆向”)

②達(dá)平衡時(shí),甲、乙、丙三容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)?u>  .

(4)氨氣是合成硝酸的原料,寫(xiě)出氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式  

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是(  )

A.圖①中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重

B.圖②中,開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí),Cu­Zn合金的腐蝕速率減小

C.圖③中,接通開(kāi)關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大

D.圖④中,Zn­MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


書(shū)法離不開(kāi)文房四寶(筆、墨、紙、硯),做筆用的狼毫、研墨用的墨條、宣紙和做硯臺(tái)用的硯石的主要成分依次是(  )

A.多糖、石墨、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽

B.塑料、石墨、多糖、無(wú)機(jī)鹽

C.蛋白質(zhì)、炭黑、多糖、無(wú)機(jī)鹽

D.蛋白質(zhì)、煤炭、多糖、有機(jī)玻璃

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


(1)蛋白質(zhì)分子中主要含有________四種元素。

(2)蛋白質(zhì)溶液遇到濃的硫酸銨等無(wú)機(jī)鹽溶液,會(huì)析出沉淀,再加適量水后,蛋白質(zhì)重新溶解,仍然具有原來(lái)的活性。這個(gè)過(guò)程稱為_(kāi)_______;蛋白質(zhì)遇到酸、堿、重金屬鹽、乙醇等化學(xué)物質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生凝結(jié),失去原來(lái)的活性,這個(gè)變化稱為_(kāi)_______。

(3)高溫殺菌的原理是利用

________________________________________________________________________。

(4)分離和提純蛋白質(zhì)的方法是

________________________________________________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


某有機(jī)高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下:

下列說(shuō)法正確的是(雙選)(  )

A.聚合物的鏈節(jié)是

B.聚合物的分子式是C3H3Cl3

C.聚合物的單體是CHCl===CHCl

D.若n為聚合度,則其相對(duì)分子質(zhì)量為97n

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


在Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑反應(yīng)中,說(shuō)法正確的是( 。

 

A.

Cu2O在反應(yīng)中被氧化

 

B.

Cu2S在反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑

 

C.

Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物

 

D.

若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12mol電子,則生成6molCu

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案