题目内容
【题目】消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）已知：反应Ⅰ N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
反应Ⅱ 2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
反应Ⅲ 4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) ΔH＝c kJ·mol－1
①写出NO2和NH3反应生成N2和液态水的热化学反应方程式______。
②反应Ⅰ中各物质所含化学键键能总和数据如下表，a＝______。
物质 | N2 | O2 | NO |
每摩尔物质所含键能总和/kJ·mol－1 | 946 | 498 | 630 |
（2）用次氯酸钠除去氨氮的原理如图所示。该图示的总反应化学方程式为______。
（3）某微生物膜技术能利用电解原理将弱碱性水中的NO
还原为N2，工作原理如图所示。
①写出阴极的电极反应式：______。
②理论上，若除去0.04 mol NO，阳极生成气体的体积为______。(标准状况)
【答案】6NO2(g)＋8NH3(g)＝7N2(g)＋12H2O(l) ΔH＝(2c－7a－3b) kJ·mol－1 ＋184 2NH3＋3NaClO＝N2＋3NaCl＋3H2O 2NO
＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－ 1.12 L
【解析】
（1）①根据已知热化学方程式，并结合盖斯定律进行计算；
②根据ΔH＝反应物的键能总和-生成物的键能总和；
（2）根据图示，由始态和终态判断反应物中NH3被氧化为N2，NaClO被还原为NaCl，生成1molN2转移6mol电子，根据得失电子守恒知需要3molNaClO，再结合元素守恒配平总反应的化学方程式；
（3）①该装置为电解池，电解池的阴极发生还原反应，已知利用该装置可将弱碱性水中的NO还原为N2，N元素化合价降低，发生还原反应，则NO为阴极反应物，N2为生成物；
②根据阴阳两极转移电子数相等进行计算。
（1）①根据已知热化学方程式，结合盖斯定律，可知 反应Ⅲ×2-反应Ⅱ×3-反应Ⅰ×7得到NO2和NH3反应生成N2和液态水的热化学方程式为：6NO2(g)＋8NH3(g)＝7N2(g)＋12H2O(l) ΔH＝(2c－7a－3b) kJ·mol-1；
故答案为：6NO2(g)＋8NH3(g)＝7N2(g)＋12H2O(l) ΔH＝(2c－7a－3b) kJ·mol-1；
②根据ΔH＝反应物的键能总和-生成物的键能总和，可知反应I的ΔH＝（946+498-2×630）kJ·mol－1=+184 kJ·mol－1，则a=+184；
故答案为：+184；
（2）根据图示，由始态和终态判断反应物中NH3被氧化为N2，NaClO被还原为NaCl，生成1molN2转移6mol电子，根据得失电子守恒知需要3molNaClO，再结合元素守恒配平总反应的化学方程式为：2NH3＋3NaClO＝N2＋3NaCl＋3H2O；
故答案为：2NH3＋3NaClO＝N2＋3NaCl＋3H2O；
（3）①该装置为电解池，电解池的阴极发生还原反应，已知利用该装置可将弱碱性水中的NO还原为N2，N元素化合价降低，发生还原反应，则NO为阴极反应物，N2为生成物，电极反应式为：2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－；
故答案为：2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－；
②已知阴极反应式2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－，则理论上，若除去0.04 mol NO，转移0.2mol电子，阳极上生成氧气，生成1mol氧气转移4mol电子，则转移0.2mol电子，生成氧气0.05mol，V=0.05mol×22.4L/mol=1.12 L；
故答案为：1.12 L。
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