Question

【题目】大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除（即脱硝）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可用于脱硝，其热化学方程式为：CH4（g）+4NO（g）=CO2（g）+2N2（g）+2H2O（1），△H= ．
（2）C2H4也可用于烟气脱硝．为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图1所示．为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度和Cu2+负载量分别是 ．
（3）臭氧也可用于烟气脱硝． ①O3氧化NO 结合水洗可产生HNO3和O2 ．
②一种臭氧发生装置原理如图2所示．阳极（惰性电极）的电极反应式为 ．
③将石墨电极设置成颗粒状的目的是 ．
（4）如图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理．
①该脱硝原理中，NO最终转化为（填化学式）．
②当消耗2molNH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为 ．
（5）NO直接催化分解（生成N2与O2）也是一种脱硝途径．在不同条件下，NO的分解产物不同．在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示．写出Y和Z的化学式： ．
（6）NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2 ． 已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，此反应的离子方程式是；恰好反应后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中存在的所有离子浓度大小关系是c（Na+）＞ ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣1250.3 kJ?mol﹣1
（2）350℃左右、3%
（3）3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+；增大吸收液与电极的接触面积，提高电解反应的效率
（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根据盖斯定律：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）由图1可知在350℃左右，催化剂中Cu2+负载量为3%时，NO去除率最高；所以答案是：350℃左右、3%；（3）②酸性条件下，水在阳极失电子生成臭氧，生成1mol臭氧转移6mol电子，则电极方程式为：3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+；所以答案是：3H2O﹣6e﹣═O3↑+6H+；③将石墨电极设置成颗粒状的目的是，增大吸收液与电极的接触面积，提高电解反应的效率所以答案是：增大吸收液与电极的接触面积，提高电解反应的效率；（4）①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；所以答案是：N2；②氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，2mol NH3转化为N2失去6mol电子，0.5mol O2得到2mol电子，则NO转化为N2得到的电子为4mol，所以NO的物质的量为2mol，其体积为44.8L；所以答案是：44.8L；（5）NO在40℃下分解生成两种化合物，根据元素守恒可知生成的为N的氧化物，氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5 ， 由图象可知3molNO生成两种氮的氧化物各为1mol，其反应方程式为：3NO=Y+Z，根据原子守恒可知为N2O、NO2；所以答案是：N2O、NO2；（6）9.2gNO2的物质的量 =0.2mol，Na2CO3溶液完全反应生成CO2时转移电子0.1mol，反应中只有N元素化合价变化，则N的化合价分别由+4价变化为+5价和+3价，反应的离子方程式为：2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2 ， 在碱性溶液中应生成NaNO3和NaNO2 ， 二者浓度相等，NO2﹣水解溶液呈碱性，所得溶液中的离子浓度大小关系为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+）．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态本质及特征的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．