Question

【題目】大氣污染越來越成為人們關注的問題，煙氣中的NOx必須脫除（即脫硝）后才能排放．
（1）已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）△H=﹣890.3kJmol﹣1N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180kJmol﹣1
CH4可用于脫硝，其熱化學方程式為：CH4（g）+4NO（g）=CO2（g）+2N2（g）+2H2O（1），△H= ．
（2）C2H4也可用于煙氣脫硝．為研究溫度、催化劑中Cu2+負載量對NO去除率的影響，控制其它條件一定，實驗結果如圖1所示．為達到最高的NO去除率，應選擇的反應溫度和Cu2+負載量分別是 ．
（3）臭氧也可用于煙氣脫硝． ①O3氧化NO 結合水洗可產生HNO3和O2 ．
②一種臭氧發生裝置原理如圖2所示．陽極（惰性電極）的電極反應式為 ．
③將石墨電極設置成顆粒狀的目的是 ．
（4）如圖3是一種用NH3脫除煙氣中NO的原理．
①該脫硝原理中，NO最終轉化為（填化學式）．
②當消耗2molNH3和0.5molO2時，除去的NO在標準狀況下的體積為 ．
（5）NO直接催化分解（生成N2與O2）也是一種脫硝途徑．在不同條件下，NO的分解產物不同．在高壓下，NO在40℃下分解生成兩種化合物，體系中各組分物質的量隨時間變化曲線如圖4所示．寫出Y和Z的化學式： ．
（6）NO2會污染環境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2 ． 已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反應時轉移電子0.1mol，此反應的離子方程式是；恰好反應后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱堿性，則溶液中存在的所有離子濃度大小關系是c（Na+）＞ ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣1250.3 kJ?mol﹣1
（2）350℃左右、3%
（3）3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+；增大吸收液與電極的接觸面積，提高電解反應的效率
（4）N2；44.8L
（5）N2O、NO2
（6）2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2；c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）
【解析】解：（1）已知：①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）；△H=﹣890.3kJmol﹣1②N2（g）+O2（g）═2NO（g）；△H=+180kJmol﹣1根據蓋斯定律：①﹣2×②得CH4（g）+4NO（g）═CO2（g）+2N2（g）+2H2O（l），△H=﹣890.3kJmol﹣1﹣2×（+180kJmol﹣1）=﹣1250.3 kJmol﹣1；
所以答案是：﹣1250.3 kJmol﹣1；（2）由圖1可知在350℃左右，催化劑中Cu2+負載量為3%時，NO去除率最高；所以答案是：350℃左右、3%；（3）②酸性條件下，水在陽極失電子生成臭氧，生成1mol臭氧轉移6mol電子，則電極方程式為：3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+；所以答案是：3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+；③將石墨電極設置成顆粒狀的目的是，增大吸收液與電極的接觸面積，提高電解反應的效率所以答案是：增大吸收液與電極的接觸面積，提高電解反應的效率；（4）①由圖3可知反應物為氧氣、一氧化氮和氨氣最終生成物為氮氣和水，所以NO最終轉化為N2和H2O；所以答案是：N2；②氧氣、一氧化氮和氨氣反應生成氮氣和水，反應中氨氣失去的電子的物質的量等于NO和氧氣得到的電子總物質的量，2mol NH3轉化為N2失去6mol電子，0.5mol O2得到2mol電子，則NO轉化為N2得到的電子為4mol，所以NO的物質的量為2mol，其體積為44.8L；所以答案是：44.8L；（5）NO在40℃下分解生成兩種化合物，根據元素守恒可知生成的為N的氧化物，氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5 ， 由圖象可知3molNO生成兩種氮的氧化物各為1mol，其反應方程式為：3NO=Y+Z，根據原子守恒可知為N2O、NO2；所以答案是：N2O、NO2；（6）9.2gNO2的物質的量 =0.2mol，Na2CO3溶液完全反應生成CO2時轉移電子0.1mol，反應中只有N元素化合價變化，則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價，反應的離子方程式為：2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2 ， 在堿性溶液中應生成NaNO3和NaNO2 ， 二者濃度相等，NO2﹣水解溶液呈堿性，所得溶液中的離子濃度大小關系為c（Na+）＞c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+），
所以答案是：2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2；c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡狀態本質及特征的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）．