Question

（16分）NO和NO2是常見的氮氧化物，研究它們的綜合利用有重要意義。

（1）氮氧化物產(chǎn)生的環(huán)境問題有 （填一種）。

（2）氧化—還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下：

①反應(yīng)Ⅰ為：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol。

②反應(yīng)Ⅱ中，當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

（3）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：

NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1

①已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1

寫出NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式 。

②一定溫度下，向2 L恒容密閉容器中充入NO2和SO2各1 mol，5min達(dá)到平衡，此時容器中NO 和NO2的濃度之比為3∶1，則NO2的平衡轉(zhuǎn)化率是 。

③上述反應(yīng)達(dá)平衡后，其它條件不變時，再往容器中同時充入

NO2、SO2、SO3、NO各1mol，平衡 （填序號）。

A．向正反應(yīng)方向移動

B．向逆反應(yīng)方向移動

C．不移動

（4）某化學(xué)興趣小組構(gòu)想將NO轉(zhuǎn)化為HNO3，裝置如圖，電極為多孔惰性材料。則負(fù)極的電極反應(yīng)式是 。

 

 

Answer 1

（1）產(chǎn)生光化學(xué)煙霧或形成酸雨（1分） （2）①1（2分）

②6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋8H2O＋4CO2（3分）

（3）①2NO(g)+O2(g) ＝ 2NO2(g) △H＝－113.0 kJ·mol－1（3分） ②75%（2分）③Ａ（2分）

（4）NO－3e－＋2H2O＝NO3－＋4H+（3分）

【解析】

試題分析：（1）氮氧化物產(chǎn)生的環(huán)境問題有產(chǎn)生光化學(xué)煙霧或形成酸雨等。

（2）①根據(jù)反應(yīng)NO＋O3＝NO2＋O2可知，每生成生成1mol氧氣，反應(yīng)中氮元素的化合價就從＋2價升高到＋4價，失去2個電子，則11.2 L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）即0.5mol氧氣時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol。

②反應(yīng)ⅡNO2中氮元素的化合價是+4價，而尿素中氮元素的化合價是－3價，當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時，根據(jù)電子得失守恒可知，氮原子均轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，則根據(jù)原子守恒可知，其余產(chǎn)物是水和CO2，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋8H2O＋4CO2。

（3）①已知：反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1、NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1，則根據(jù)蓋斯定律可知前者減去后者乘以2即得到2NO(g)+O2(g) ＝ 2NO2(g)，則△H＝－196.6 kJ·mol－1+41.8 kJ·mol－1×2＝－113.0 kJ·mol－1。

② NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)

起始量（mol） 1 1 0 0

轉(zhuǎn)化量（mol） x x x x

平衡量（mol）1－x 1－x x x

則根據(jù)容器中NO 和NO2的濃度之比為3∶1可知x:(1-x)＝3∶1

解得x＝0.75

所以NO2的平衡轉(zhuǎn)化率是75%

③反應(yīng)前后體積不變，則可以用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，則根據(jù)②可知，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ ＝9。若其它條件不變時，再往容器中同時充入NO2、SO2、SO3、NO各1mol，則此時 ＝1.96＜9，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，答案選A。

（4）原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此NO在負(fù)極通入，氧氣在正極通入。電解質(zhì)溶液顯酸性，因此負(fù)極電極反應(yīng)式為NO－3e－＋2H2O＝NO3－＋4H+。

考點(diǎn)：考查氧化還原反應(yīng)計算、熱化學(xué)方程式、平衡狀態(tài)的計算以及影響因素、燃料電池應(yīng)用等