题目内容

氮的氧化物(NO，NO2)是主要的大气污染物之一．硝酸工厂治理尾气用下列原理：

2NO2＋2NaOHNaNO2＋NaNO3＋H2O

NO＋NO2＋2NaOH2NaNO2＋H2O

在标准状况下，a L NO2(其中体积分数为20%的是N2O4)和b L NO的混合气体恰好可被200 mL NaOH完全吸收．

(1)欲保证尾气完全吸收，则a∶b的值应控制在________．

(2)此NaOH溶液的物质的量的浓度是________．

(3)在标况下有2.016 L氮的氧化物恰好与50 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液完全反应，且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比值为4∶1，则混合气体中N2O4和NO2气体的体积比为________．

答案：
解析：

　　(1)≥;(2)mol/L;(3)1∶5

　　导解：(1)若要NO2，NO被NaOH完全吸收，必须n(NO2)∶n(NO)≥1∶1．V(NO2)＝a×80%＋a×20%×2＝1.2aL，V(NO)＝bL，所以，．

　　(2)由NaNO2和NaNO3中Na与N两元素的比可知，n(NaOH)＝n(NO2)＋n(NO)，所以c(NaOH)＝/0.2＝mol/L．

　　(3)n(NaOH)＝50×10－3×2＝0.1mol，n(NaNO2)∶n(NaNO3)＝4∶1，

　　所以n(NaNO2)＝×0.1＝0.08mol，n(NaNO3)＝0.1×＝0.02mol．

　　所以n(NO2)＋n(NO)＝0.02＋0.08＝0.1mol．

　　n总＝＝0.09mol．差值由NO2转化为N2O4产生．

　　所以n(N2O4)＝0.01mol，n(NO2)＝0.02×2＋(0.08－0.02)×－0.01×2＝0.05mol．

　　所以V(N2O4)∶V(NO2)＝0.01∶0.05＝1∶5．


练习册系列答案
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（2012?保定一模）大气中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物质．某地酸雨中可能含有下列离子：Na+、Ba2+、NH4+、Al3+、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-等．某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得澄清试液分成3份，进行如下实验：
试样 所加试剂 实验现象
第一份试液 滴加适量的淀粉KI溶液 呈蓝色
第二份试液 滴加用盐酸盐化的BaCl2溶液 有白色沉淀
第三份试液 滴加溶液，加热，加入的氢氧化钠溶液体积（V）与生成的沉淀、产生的气体关系（n）如右图．
请回答下列问题：
（1）根据实验结果判断该酸雨中肯定不存在的离子是
SO32-、Ba2+
SO32-、Ba2+
．
（2）写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式：
6I-+2NO3-+8H+=3I2+2NO↑+4H2O
6I-+2NO3-+8H+=3I2+2NO↑+4H2O
．
（3）设计实验方案，检验该试液中是否存在Cl-：
取少量试液，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl-
取少量试液，滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl-

（4）该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，再慢慢通入O2，发生化学反应后，再喷洒适量蒸馏水即得硫酸型酸雨，则NO在上述反应中的作用是
催化剂
催化剂
．
（5）在0.5L密闭容器内加入NO2和SO2，为了测定在某种催化剂作用下反应：NO2（g）+SO2（g）?NO（g）+SO3（g）的反应速率，在t0C用气体传感器测得不同时间的NO2和SO2浓度如表（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
时间/s 0 1 2 3 4 5
c（NO2）/mol?L-1 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
c（SO2）/mol?L-1 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
①前2s内NO的平均反应速率v（NO）=
3.75×10-4mol?L-1?s-1
3.75×10-4mol?L-1?s-1
．
②t℃该反应的化学平衡常数K=
3
3
．
大气中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物质．某地酸雨中可能含有下列离子：Na+、Ba2+、NH4+、Al3+、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-等．某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得澄清试液分成3份，进行如下实验：
试样 所加试剂 实验现象
第一份试液 滴加适量的淀粉KI溶液 呈蓝色
第二份试液 滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀
第三份试液 滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液体积（V）与生成的沉淀、产生的气体（n）的关系如图
请回答下列问题：
（1）根据实验结果判断该酸雨中肯定不存在的离子是
SO32-、Ba2+
SO32-、Ba2+
，不能确定的离子有
Na+、Cl-
Na+、Cl-
．
（2）写出试液中滴加淀粉KI溶液时发生反应的离子方程式：
6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+3I2+4H2O
6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+3I2+4H2O
．
（3）第三份试液滴加NaOH溶液，加热整个过程中有多个反应，写出其中两个反应的离子方程式
OH-+H+=H2O，NH4++OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O
OH-+H+=H2O，NH4++OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O
、
Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
．
（4）设计实验方案，检验该中是否存在Cl-：
少量试液滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置取上层澄清液加HNO3酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明存在Cl-
少量试液滴加足量的Ba（NO3）2溶液，静置取上层澄清液加HNO3酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明存在Cl-
．
（5）该小组为了探究NO参与硫酸型酸雨的形成过程，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，再慢慢通入O2，发生化学反应后，再喷洒适量蒸馏水即得硫酸型酸雨，则NO在上述反应中的作用是
催化剂
催化剂
．
2013年全国各地都遭遇“十面霾伏”．其中，机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大．
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）
催化剂
2CO2（g）+N2（g）．△H＜0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图甲正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
 
（填代号）．
（下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
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（2）机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染．已知：
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-56.9kJ/mol
H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2和H2O（l）的热化学方程式：
 
．
（3）用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染．图乙，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过两种不同催化剂，测量逸出气体中氮氧化物含量，从而确定烟气脱氮率（注：脱氮率即氮氧化物转化率），反应原理为：NO（g）+NO2（g）+2NH3（g）?2N2（g）+3H2O（g）．
①该反应的△S
 
0，△H
 
0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②对于气体反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），则上述反应的KP=
 
．
③以下说法正确的是
 
．
A．第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
C．催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图丙．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为
 
．
（5）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO（NH2）2〕溶液除去．反应生成对大气无污染的气体．1mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1：1）的质量为
 
g．
2012年中国大多城市都受到雾霾天气的影响，雾霾的形成与氮的氧化物和硫的氧化物有关：
已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol-1 ①
2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1 ②
（1）则反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的△H=
 
kJ?mol-1
（2）某温度时，在一个容积为10L的密闭容器中进行反应①．开始充入4.0mol SO2和2.0molO2，半分钟后达到平衡，并放出352.8kJ的热量．此时SO2的转化率是
 
，该温度下的平衡常数K=
 
．
（3）利用钠碱循环法可脱除工业废气中的SO2．
①在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是
 
．
②吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（S
O
2-
3
）：n（HS
O
-
3
）变化关系如下表：
n（S
O
2-
3
）：n（HS
O
-
3
）		 91：9 1：1 9：91
pH 8.2 7.2 6.2
当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）
 
．
a．c（Na+）=2c（S
O
2-
3
）+c（HS
O
-
3
）
b．c（Na+）＞c（HS
O
-
3
）＞c（S
O
2-
3
）＞c（H+）=c（OH-）
c．c（Na+）+c（H+）=c（S
O
2-
3
）+c（HS
O
-
3
）+c（OH-）
（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3．25℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是
 
（用离子方程式表示）．向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，所滴加氨水的浓度为
 
mol?L-1．（NH3?H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol?L-1）
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如图：
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（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．t℃时，往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．则该温度下此反应的平衡常数K=
 
（填计算结果）．
（2）合成塔中发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
 
300℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
T/℃ T1 300 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
（3）氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水，科学家利用此原理，设计成“氨气-氧气”燃料电池，则通入氨气的电极是
 
（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为
 
．
（4）用氨气氧化可以生产硝酸，但尾气中的NOx会污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
 
．
（5）某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂，测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图．据图分析，若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的转化率降低，其可能的原因为
 
；在
n(NO)
n(CO)
=1的条件下，应控制的最佳温度在
 
左右．
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