Question

【題目】消除含氮化合物對大氣和水體的污染是環境保護的重要研究課題。

（1）化學上采用NH3處理NxOy不僅可以消除污染，還可作為工業生產的能量來源。

已知：

則用NH3處理NO生成氮氣和氣態水的熱化學方程式為_______________________________。

（2）已知：。不同溫度下，向三個容器中分別投入相同量的反應物進行反應，測得不同壓強下平衡混合物中的物質的量分數如圖所示。

①M點的v正___________Q點的v正（填“>”“<”或“=”）。

②圖中M點的平衡常數比N點的平衡常數___________（填“大”“小”或“相等”）

（3）水體中過量氨氣（以表示）會導致水體富營養化。

①用次氯酸鈉除去氨氮的原理如圖所示。寫出總反應化學方程式____________。

②該反應需控制溫度，溫度過高時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，則該鹽的化學式為___________；已知常溫下，，則反應的平衡常數的數值為_____________。

（5）利用反應（未配平）消除用電器的簡易裝置如圖所示。

①a電極上的反應式為____________________________________________。

②常溫下，若用該電池電解0.6L飽和食鹽水，一段時間后，測得飽和食鹽水pH變為13，則理論上b電極上消耗B氣體的體積為___________ mL（標準狀況；假設電解過程中溶液體積不變）。

Answer 1

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

【解析】

(1)根據蓋斯定律分析解答；

(2)①M點比Q點壓強大；

②M點氨氣的物質的量分數比N點大，結合放熱反應分析判斷；

(3)①根據原理圖，NH3、NaClO是反應物，次氯酸、鹽酸、氫氧化鈉為中間產物，氯化鈉、氮氣和水是生成物，據此書寫反應的化學方程式；②根據溫度對中間產物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，反應中只有N元素化合價發生變化，NO中N元素化合價為+2、NO2中N元素化合價為+4，則生成的鹽中N元素化合價為+3價；根據HNO2(aq)+NaOH(aq)NaNO2(ag)+H2O(1)的平衡常數表達式結合水的離子積常數分析計算；

(5)①根據圖中電子的運動方向可知，a極為負極，為氨氣在堿性條件下發生氧化反應生成氮氣的反應；②根據2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑～2e-，一段時間后，測得飽和食鹽水pH變為13，則溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol/L=0.06mol，b極電極反應式為：2NO2+8e-=N2+8OH-，結合電子守恒分析計算。

(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點比Q點壓強大，壓強增大，反應速率加快，則M點的v正＞Q點的v正，故答案為：＞；

②M點氨氣的物質的量分數比N點大，該反應是放熱反應，則M點的溫度高，升高溫度平衡正向移動，平衡常數增大，則M點的平衡常數比N點的平衡常數大，故答案為：大；

(3)①根據次氯酸鈉除去氨氮的原理圖可知，NH3、NaClO是反應物，次氯酸、鹽酸、氫氧化鈉為中間產物，氯化鈉、氮氣和水是生成物，所以反應的化學方程式為：2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O，故答案為：2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O；

②溫度過高時，加快了中間產物HClO的分解，導致氨氮去除率降低，故答案為：溫度過高時，加快了中間產物HClO的分解，導致氨氮去除率降低；

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

(5)①根據圖中電子的運動方向可知，a極失去電子發生氧化反應，則為氨氣在堿性條件下發生氧化反應生成氮氣的反應，電極反應式為：2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O，故答案為：2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O；

②電解0.6L飽和食鹽水，電解反應為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑～2e-，一段時間后，測得飽和食鹽水pH變為13，則溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol/L=0.06mol，轉移電子為0.06mol，同一串聯電路轉移電子數目相同，設B極消耗的NO2V，根據b極電極反應有：

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

44.8L 8mol

V0.06mol

則V==0.336L=336mL，故答案為：336。