Question

【题目】氮氧化物(主要为NO和NO2)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物污染是目前科学家们研究的热点问题之一。

(1)用尿素[CO(NH2)2]吸收氮氧化物是一种可行的方法。

①尿素在高温条件下与NO2反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为____________；用尿素溶液也可吸收氮氧化物，研究表明，氮氧化物气体中NO的体积分数越大，总氮还原率越低，可能的原因是______________________。

②在一个体积固定的真空密闭容器中充入等物质的量的CO2和NH3，在恒定温度下使其发生反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示：

则A点的v正(CO2)______________(填“>”“<”或“=”)B点的v逆(H2O)，原因是___________________。

(2)已知O3氧化氮氧化物的主要反应的热化学方程式如下：

2NO(g)+O3(g)=2NO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1

NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H2=b kJ·mol-1

6NO2(g)+O3(g)=3N2O2(g) ΔH3=c kJ·mol-1

则反应4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1

(3)氮氧化物也可用碱溶液吸收。若NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收，只生成一种盐，则该盐的化学式为____________；已知常温下，Ka(HNO2)=5×10-4，则反应HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的平衡常数K=_______________。

Answer 1

【答案】4CO(NH2)2+6NO2高温7N2+4CO2+8H2O NO不溶于水，难以与尿素接触反应 > A到B点是建立平衡状态的过程，此过程中v正逐渐减小，故A点的v正(CO2)>B点的v正(CO2)=B点的v逆(CO2)=B点的v逆(H2O) (a+2c-2b) NaNO2 5×1010

【解析】

（1）①在高温条件下，尿素与NO2反应转化成无毒气体N2、CO2和H2O；与NO2易溶于水不同，NO不溶于水，在溶液中难以与尿素接触反应；

②由图可知，A点未达到平衡，B点达到平衡，A到B点是建立平衡状态的过程；

(2)由盖斯定律计算可得；

（3）由题意可知NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收是，NO被氧化生成NaNO2，NO2被还原生成NaNO2；反应的平衡常数K=。

（1）①在高温条件下，尿素与NO2反应转化成无毒气体N2、CO2和H2O，反应的化学方程式为4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O；与NO2易溶于水不同，NO不溶于水，在溶液中难以与尿素接触反应，所以氮氧化物气体中NO的体积分数越大，总氮还原率越低，故答案为：4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O；NO不溶于水，难以与尿素接触反应；

②由图可知，A点未达到平衡，B点达到平衡，A到B点是建立平衡状态的过程，v正逐渐减小，又平衡时正反应速率等于逆反应速率，因水和二氧化碳化学计量数都是1，则B点v正(CO2)= v逆(CO2)= v逆(H2O)，故A点的v正(CO2)> B点的v逆(H2O)，故答案为：> ；A到B点是建立平衡状态的过程，此过程中v正逐渐减小，故A点的v正(CO2)>B点的v正(CO2)=B点的v逆(CO2)=B点的v逆(H2O)；

(2)将已知反应依次编号为①、②、③，由盖斯定律得反应4NO2(g)+O2(g)=

2N2O5(g)，则ΔH==，故答案为：；

（3）由题意可知NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收是，NO被氧化生成NaNO2，NO2被还原生成NaNO2，反应的化学方程式为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；反应HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的离子方程式为HNO2(aq)+ OH—(aq) NO2—(aq)+H2O(l)，反应的平衡常数K===5×1010，故答案为：NaNO2；5×1010。