Question

15．NO和NO₂是常見的氮氧化物，研究它們的綜合利用有重要意義．
（1）氮氧化物產(chǎn)生的環(huán)境問題有產(chǎn)生光化學(xué)煙霧或形成酸雨（填一種）．
（2）氧化-還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下：NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{O_{3}}$NO₂$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N₂
①反應(yīng)Ⅰ為：NO+O₃═NO₂+O₂，生成11.2L O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol．
②反應(yīng)Ⅱ中，當(dāng)n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2時，反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂．
（3）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：
NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1
①已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
寫出NO和O₂反應(yīng)生成NO₂的熱化學(xué)方程式2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1．
②一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入NO₂和SO₂各1mol，5min達到平衡，此時容器中NO 和NO₂的濃度之比為3：1，則NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率是75%．
③上述反應(yīng)達平衡后，其它條件不變時，再往容器中同時充入NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，平衡A（填序號）．
A．向正反應(yīng)方向移動
B．向逆反應(yīng)方向移動
C．不移動
（4）某化學(xué)興趣小組構(gòu)想將NO轉(zhuǎn)化為HNO₃，裝置如圖，電極為多孔惰性材料．則負(fù)極的電極反應(yīng)式是NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)含氮化合物對環(huán)境的影響來回答；
（2）①化合價升高值=化合價降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)化合價的變化來確定電子轉(zhuǎn)移數(shù)目；
②反應(yīng)方程式中，系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比；
（3）①根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫來回答；
②根據(jù)化學(xué)平衡中的三行式進行計算；
③根據(jù)Qc和K的關(guān)系來確定化學(xué)平衡的移動方向；
（4）在原電池的負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧，故答案為：產(chǎn)生光化學(xué)煙霧或形成酸雨；
（2）①NO+O₃═NO₂+O₂，生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移電子是2mol，生成11.2L即0.5mol O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol，故答案為：1；
②當(dāng)n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2，即NO₂和CO（NH₂）₂的系數(shù)之比是3：2，其方程式表示為：6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂，故答案為：6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂；
（3）①已知：A、NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1；
B、2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1，則反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）可以看成是B-2A得到的，所以該反應(yīng)的△H=-196.6kJ•mol^-1-2（-41.8kJ•mol^-1）=-113.0 kJ•mol^-1，故答案為：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1；
②設(shè)NO₂的變化濃度是x，
          NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
初始濃度：0.5    0.5       0        0
變化濃度：x        x        x        x
平衡濃度：0.5-x    0.5-x     x       x
則$\frac{x}{0.5-x}=\frac{3}{1}$，解得x=0.375，所以二氧化氮的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.375}{0.5}$×100%=75%，
故答案為：75%；
③反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{0.375×0.375}{0.125×0.125}$=9，再往容器中同時充入NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，即濃度各增加0.5mol/L，此時Qc=$\frac{0.875×0.875}{0.625×0.625}$=1.96＜K，所以向正反應(yīng)方向移動，
故答案為：A；
（4）將NO轉(zhuǎn)化為HNO₃的原電池中，負(fù)極上發(fā)生一氧化氮失電子的氧化反應(yīng)，即NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，
故答案為：NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺．

點評 本題考查學(xué)生熱化學(xué)、電化學(xué)以及化學(xué)平衡的有關(guān)計算知識，是考試的重點和難點，難度中等．