Question

氮的氧化物是工业中的常见物质．
（1）NO₂有较强的氧化性，能将SO₂氧化生成SO₃，本身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图1所示：

则NO₂氧化SO₂的热化学方程式为

 

．
（2）NH₃催化还原氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：2NH₃
（g）+NO（g）+NO₂（g）

180℃

催化剂

2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．为提供氮氧化物的转化率可采取的措施是（填二种）

 

．
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物反应过程如下：NO

ClO2

反应Ⅰ

NO₂

Na2SO3水溶液

反应Ⅱ

N₂．
反应Ⅰ的化学方程式是：2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+HCl；反应Ⅱ的离子方程式是：

 

．若有22.4L N₂生成（标准情况），共消耗ClO₂

 

g．
（4）用NO₂为原料可制新型绿色硝化剂N₂O₅．
制备方法之一是先将NO₂转化为N₂O₄，然后采用电解法制备N₂O₅，装置如图2所示，Pt乙为

 

极，电解池中生成N₂O₅的电极反应式是

 

．

Answer 1

考点：氮的氧化物的性质及其对环境的影响,热化学方程式,化学平衡的影响因素,电解原理

专题：基本概念与基本理论,元素及其化合物

分析：（1）根据图示写出两个热化学方程式，根据盖斯定律由这两个反应得到NO₂（g）与SO₂（g）生成SO₃（g）和NO（g）的反应热，再书写热化学反应方程式；
（2）化学平衡移动的因素：温度、浓度、压强等；
（3）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，根据氧化还原反应的规律知识来回答判断；
（4）由N₂O₄制取N₂O₅需要失去电子，所以N₂O₅在阳极区生成，即Pt甲为阳极，Pt乙为阴极．

解答： 解：1）由图示得到以下两个方程式：
①2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
②2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知，由

①-②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
则△H=

-196.6kJ/mol-(-113.0kJ/mol)

2

=-41.8kJ?mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（2）由题给反应知正反应是放热反应，提高氮氧化物的转化率，可以使得化学平衡正向移动即可，可以增大NH₃浓度、减小压强、降低温度或及时分离出H₂O等，
故答案为：增大NH₃浓度、减小压强；
（3）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应：2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-，再结合化学反应2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl知道，
N₂～2NO₂～2ClO₂，所以若生成标准状况下22.4LN₂，则n（ N₂ ）=

V

Vm

=

22.4L

22.4L/mol

=1mol，则消耗2molClO₂，质量m=nM=2mol×67.5g/mol=135g，
故答案为：2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-，135g；
（4）从电解原理来看，N₂O₄制备N₂O₅为氧化反应，则N₂O₅应在阳极区生成，故生成N₂O₅的Pt甲为阳极，Pt乙为阴极，生成N₂O₅的反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，
故答案为：阴；N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

点评：本题涉及热化学方程式、化学平衡移动、化学计算、电解原理等知识点，题目难度较大．