Question

13．NH₃可用于制造硝酸、纯碱等，还可用于烟气脱硝．
（1）NH₃催化氧化可制备硝酸．
①NH₃氧化时发生如下反应：
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1
4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1
则4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃=-1811.63kJ•mol^-1．
②NO被O₂氧化为NO₂．其他条件不变时，NO的氧化率[α（NO）]与温度、压强的关系如图1所示．则p₁＞p₂（填“＞”、“＜”或“=”）；温度高于800℃时，α（NO）几乎为0的原因是NO₂几乎完全分解．

（2）联合制碱工艺示意图如图2所示．“碳化”时发生反应的化学方程式为CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄C1．
（3）利用反应NO₂+NH₂-→N₂+H₂O（未配平）消除NO₂的简易装置如图3所示．电极b的电极反应式为2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；消耗标准状况下4.48L NH₃时，被消除的NO₂的物质的量为0.15mol．
（4）合成氨的原料气需脱硫处理．一种脱硫方法是：先用Na₂CO₃溶液吸收H₂S生成NaHS；NaHS再与NaVO₃反应生浅黄色沉淀、Na₂V₄O₉等物质．生成浅黄色沉淀的化学方程式为2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

Answer 1

分析 （1）①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1；②4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1；目标反应的反应热为：$\frac{②×5-①×3}{2}$，由此分析解答；
②温度相同时p1的一氧化氮的氮率大，所以增大压强平衡正向移动；α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，NO₂几乎完全分解；
（2）联合制碱工艺示意图如图2所示，“碳化”时发生反应的化学方程式为CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄C1；
（3）电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极反应式为2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；标准状况下4.48L NH₃的物质的量为：0.2mol，根据4NH₃～3NO₂进行计算；
（4）NaHS再与NaVO₃反应生浅黄色沉淀是硫单质和Na₂V₄O₉，根据得失电子守恒，得化学方程式为：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

解答 解：（1）①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1；②4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1；目标反应的反应热为：$\frac{②×5-①×3}{2}$=1811.63 kJ•mol^-1，故答案为：-1811.63 kJ•mol^-1；
②温度相同时p1的一氧化氮的氮率大，所以增大压强平衡正向移动，所以p₁＞p₂；α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，NO₂几乎完全分解；故答案为：＞；NO₂几乎完全分解；
（2）（2）联合制碱工艺示意图如图2所示，“碳化”时发生反应的化学方程式为CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄C1，故答案为：CO₂+NH₃+H₂O+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄C1；
（3）电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极反应式为2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；标准状况下4.48L NH₃的物质的量为：0.2mol，根据4NH₃～3NO₂，所以被消除的NO₂的物质的量为$\frac{3}{4}×0.2$=0.15mol，故答案为：2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；0.15；
（4）NaHS再与NaVO₃反应生浅黄色沉淀是硫单质和Na₂V₄O₉，根据得失电子守恒，得化学方程式为：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH，故答案为：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

点评 本题考查盖斯定律的应用、依据图象分析平衡移动的原因、及电极反应式书写，考查范围广，易错题为（3）题，会根据化合价的变化确定NO₂的电极，然后书写电极反应式．