Question

【题目】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义。

（1）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为______________________(写出一种即可)。

（2）25℃ 101KPa，将1molCH4与一定量的O2混合后，充入一密闭绝热容器内，在连续电火花的作用下反应，恢复至原状况放出QkJ热量，容器内无无CH4和O2剩余且无固体物质生成，装置内气体全部通入足量的碱石灰后，剩余bmol气体。则：

①反应开始时CH4与O2的物质的量之比为___________________________。

②若已知 C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol

CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol

则表示CH4燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________。

（3）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。

已知：NO不能与Na2CO3溶液反应,

NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2,2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2

① 用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则混合气体中NO和NO2的体积比为____________。

② 用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是___________________。

（4）氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题

①20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如图所示，正极的电极反应式是___________________________________。

②近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N2（g）+6H2O（l）≒4NH3（g）+3O2（g），则其反应热△H=________________。

（已知：N2（g）+3H2（g）≒2NH3（g）△H=﹣92.4kJ．mol﹣1，2H2（g）+O2（g）≒2H2O（l） △H=﹣571.6kJ．mol﹣1 ）

Answer 1

【答案】 (NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4 1∶7 对于含NO较多混合气体无法完全吸收，因为NO不能与Na2CO3溶液反应 N2+6e﹣+6H+=2NH3 +1530 kJmol﹣1

【解析】（1）由题意可知，用氨水吸收烟气中的SO2后可以得到亚硫酸铵或亚硫酸氢铵溶液，再与磷酸反应，可以生成(NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4，故该复合肥料可能的化学式为(NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4。

（2）25℃ 101KPa，将1molCH4与一定量的O2混合后，充入一密闭绝热容器内，在连续电火花的作用下反应，恢复至原状况放出QkJ热量，容器内无CH4和O2剩余且无固体物质生成，装置内气体全部通入足量的碱石灰后，剩余bmol气体，则剩余的气体一定是CO。

①1molCH4完全燃烧需要2mol O2，当其中b molCH4不完全燃烧生成bmol CO时，实际消耗(2-)mol O2，所以，反应开始时CH4与O2的物质的量之比为。

②已知① C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol；②CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol。根据盖斯定律，由①-②可得，2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ，所以，bmol CO完全燃烧可以放出的热量，则CH4燃烧热的热化学方程式为 。

（3）① 由NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2可知，1mol NO和1mol NO2被Na2CO3溶液完全吸收后溶液质量增加32g，同时产生1mol CO2；由2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2可知， 2mol NO2被Na2CO3溶液完全吸收后溶液质量增加48g，同时产生1mol CO2。用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则有n(NO)+n(NO2)=2mol（N的物质的量是C的2倍），32g/moln(NO)+48 g/mol [n(NO2)- n(NO)]=44g，则混合气体中n(NO) =0.25mol、n(NO2)=1.75mol，所以，NO和NO2的体积比为1:7。

② 由于NO不能与Na2CO3溶液反应，所以，用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是：对于含NO较多混合气体无法完全吸收，因为NO不能与Na2CO3溶液反应。

（4）①由原电池原理可知，氢气在负极上发生氧化反应生成氢离子，氮气在正极上发生还原反应，正极的电极反应式是N2+6e﹣+6H+=2NH3。

②已知：①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1，②2H2（g）+O2（g）2H2O（l） △H=﹣571.6kJmol﹣1 。由①②可得2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g），则其反应热△H=(﹣92.4kJ)=+1530 kJmol﹣1。