Question

【题目】氮的氧化物是大气的主要污染物，是当前环保工作的重要研究内容之一。

（1）氨气还原氮的氧化物

①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 ②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H2

则4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1) △H=________。(用含△H1、△H2的式子表示)

依据反应②，可将氨气直接用于燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，写出负极电极反应式：______________________________。

（2）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入4.0mol NO2和4.0mol CO，在催化剂作用下发生反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) △H<0，测得相关数据如下：

①0～5min，用NO2的浓度变化表示的反应速率为____。

②以下表述能说明该反应己达到平衡状态的是____。

A．气体颜色不再变化 B．气体密度不再变化 C．气体平均相对分子质量不再变化

③20 min时，保持温度不变，继续向该容器中加入l.0mol NO2和l.0molCO，在t1时反应再次达到平衡，则NO2的转化率比原平衡____（填“增大”、“减小”或“不变）。

④该温度下反应的化学平衡常数K= _____。

（3）湿法脱硝：采用NaClO2 溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323 K 下，向足量碱性NaClO2 溶液中通入含NO 的烟气，充分反应后，溶液中离子浓度的分析结果如下表：

离子	NO3-	NO2-	Cl-
c/(mol L-1)	2.0×10-4	1.0×10-4	1.75×10-4

①NaClO2 溶液显碱性，用离子方程式解释原因_______________________。

②依据表中数据，写出NaClO2溶液脱硝过程中发生总反应的离子方程式____________。

Answer 1

【答案】ΔH2 -3ΔH1 2NH3 -6e－+6OH－=N2 +6H2O 0.06mol/（Lmin） AC 增大 0.11或1/9 ClO2-+H2OHClO2+OH- 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O

【解析】

（1）根据盖斯定律：②-①×3，可计算出所求反应的△H；燃料电池中，氨气在负极发生氧化反应，在碱性环境下生成氮气，据此写出负极极反应方程式。

（2）①根据表中信息可以先计算出v(N2)，然后根据速率之比和系数成正比规律得出v(NO2)；

②A.混合气体颜色不再变化，NO2(g)浓度不变，据此进行判断平衡与否；

B．根据ρ=m/V判断平衡与否；

C．根据=m（总）/n(总) 判断平衡与否；

③在恒温恒容的容器内发生可逆反应达平衡后，在原平衡基础上，同比例增加反应的量(或浓度)，等效于加压过程，据此分析；

④先根据三段式，求出平衡时各物质的浓度，然后根据K=c4(CO2)c(N2)/c4(CO)c2(NO2)进行计算；

（3）①NaClO2 属于强碱弱酸盐，水解显碱性；

②根据表中信息可以求出：n(NO3-)、n(NO2-)和n(Cl-)系数比，根据原子守恒规律，可以求出n(NO)与n(NaClO2)系数比，最后根据电荷守恒，原子守恒写出该反应的离子方程式。

（1）根据盖斯定律：②-①×3，可得到4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1) △H=△H2-3 △H1；燃料电池中，氨气在负极发生氧化反应，在碱性环境下生成氮气，负极电极反应：2NH3-6e－+6OH－=N2+6H2O；综上所述，本题答案是：ΔH2-3ΔH1 ；2NH3-6e－+6OH－=N2 +6H2O 。

（2）①0～5min，c(N2)变化了0.15mol/L，则v(N2)=0.15/5=0.03 mol/(Lmin)，根据速率之比和系数成正比规律可知，v(NO2)=2v(N2)= 0.06 mol/(Lmin) ；综上所述，本题答案是：0.06 mol/(Lmin)。

②A．NO2(g)为红棕色，混合气体颜色不再变化，NO2(g)浓度不变，反应达到平衡状态，正确；

B．反应前后混合气体的质量不变，恒容密闭容器中，体积不变，所以气体密度恒为定值，不能判断反应是否达到平衡状态，错误；

C．反应前后混合气体的质量不变，反应后混合气体的总量减小，当混合气体平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态，正确；

综上所述，本题选AC。

③20 min时，反应达到平衡状态，保持温度不变，继续向该容器中加入l.0mol NO2和l.0molCO，按比例增加反应物，相对于原平衡来说等效于加压过程，4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)平衡右移，在t1时反应再次达到平衡，则NO2的转化率比原平衡增大；综上所述，本题答案是：增大；

④ 根据表中信息可知

4CO(g) + 2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)

起始浓度 2 2 0 0

变化浓度 1 0.5 0.25 1

平衡浓度 1 1.5 0.25 1

该温度下反应的化学平衡常数K=c4(CO2)c(N2)/c4(CO)c2(NO2)= 14×0.25/ 14×(1.5)2=1/9；综上所述，本题答案是：0.11或1/9 。

（3）①NaClO2 属于强碱弱酸盐，水解显碱性，离子方程式为ClO2-+H2OHClO2+OH-；综上所述，本题答案是：ClO2-+H2OHClO2+OH-。

②设溶液的体积为1L，根据氮原子守恒可知：n(NO)=n(NO3-)+n(NO2-)=3.0×10-4，根据氯原子守恒可知：n(NaClO2)= n(Cl-)=1.75×10-4；因此n(NO)：n(NaClO2)= 3.0×10-4：1.75×10-4=12:7，n(NO3-)：n(NO2-)：n(Cl-)=2.0×10-4：1.0×10-4：1.75×10-4=8:4:7，再根据电荷守恒，原子守恒，得出NaClO2溶液脱硝过程中发生总反应的离子方程式：12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O；综上所述，本题答案是：12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O。