Question

【题目】为迎接G20峰会的到来，浙江加大了对环境治理的力度。其中对含氮化物的处理是一个重要的课题。

Ⅰ.氮氧化物

（1）已知：N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况如下

①2NO(g) N2(g)+O2(g) △H=_______________

②你认为该反应能否自发，并说明理由____________________________________

（2）科学家利用2NO(g) N2(g)+O2(g)来消除NO的污染。1molNO在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应，10min后达到平衡，NO的物质的量为0.4mol。在第15min时，保持温度不变，将容器的体积迅速增大至2L并保持恒容，第25min时到达平衡；第30min时，保持温度和体积不变，向容器中再通入0.2molNO，第50min时达到平衡，请在右图中画出从第15min起到70minNO的物质的量随时间变化的曲线。_________

Ⅱ.亚硝酸盐

（1）来源：用氧化性熔融盐处理钢铁表面氧化膜时会产生污染物亚硝酸盐，请写出FeO与NaNO3在加热条件下发生的反应________________________。

（2）电化学处理：用电解法降解NO2其原理如下图所示电源正极为_______（填A或B），阴极反应式为__________________________________ 。

Answer 1

【答案】－180kJ/mol该反应△H＜0，若△S＞0则反应一定自发；若△S＜0则反应在低温下自发2FeO+NaNO3Fe2O3+NaNO2A2NO2－+6e－+4H2O=N2↑+8OH－

【解析】

Ⅰ．（1）.①.2NO（g）N2（g）+O2（g），反应热等于反应物的键能总和-生成物的键能总和；②.如能自发进行，应满足△H-T△S<0；

（2）. 对于2NO(g) N2(g)+O2(g)，1molNO在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应，10min后达到平衡，NO的物质的量为0.4mol，在第15min时，保持温度不变，将容器的体积迅速增大至2L并保持恒容，因反应前后气体物质的量不变，则平衡不移动，第30min时，保持温度和体积不变，向容器中再通入0.2molNO，NO的物质的量浓度增大，平衡正向移动，但达到平衡时，各物质的百分含量不变，则第50min时达到平衡，NO的物质的量应变为0.48mol；

Ⅱ．（1）.FeO与NaNO3在加热条件下发生反应生成氧化铁和亚硝酸钠；（2）.据图可知，用电解法降解NO2－时，NO2－在阴极被还原生成氮气，则A为正极，B为负极。

Ⅰ.(1).①.2NO(g) N2(g)+O2(g)，反应热等于反应物的键能总和生成物的键能总和，△H=(2×632kJ/mol)(946kJ/mol+498kJ/mol)=180kJ/mol，故答案为：180kJ/mol；

②.如能自发进行，应满足△HT△S<0，该反应的△H<0，所以若△S>0则反应一定自发，若△S<0则反应在低温下自发，故答案为：该反应△H<0，若△S>0则反应一定自发；若△S<0则反应在低温下自发；

(2).1molNO在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应，10min后达到平衡，NO的物质的量为0.4mol，在第15min时，保持温度不变，将容器的体积迅速增大至2L并保持恒容，因反应前后气体物质的量不变，则平衡不移动，第30min时，保持温度和体积不变，向容器中再通入0.2molNO，NO物质的量浓度增大，平衡正向移动，但达到平衡时，各物质的百分含量不变，第50min时达到平衡，NO的物质的量应变为0.48mol，则图象为，故答案为：；

Ⅱ.(1).FeO与NaNO3在加热条件下发生反应生成氧化铁和亚硝酸钠，根据得失电子守恒和原子守恒配平后的化学方程式为2FeO+NaNO3Fe2O3+NaNO2，故答案为：2FeO+NaNO3Fe2O3+NaNO2；

(2).用电解法降解NO2－其原理如图所示，NO2－在阴极被还原生成氮气，则A为正极，B为负极，阴极反应式为2NO2+6e+4H2O=N2↑+8OH，故答案为：A；2NO2－+6e－+4H2O=N2↑+8OH－。