Question

氮的氧化物是工業(yè)中的常見物質(zhì)．
（1）NO₂有較強(qiáng)的氧化性，能將SO₂氧化生成SO₃，本身被還原為NO，已知下列兩反應(yīng)過程中能量變化如圖1所示：

則NO₂氧化SO₂的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）NH₃催化還原氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)．發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：2NH₃
（g）+NO（g）+NO₂（g）

180℃

催化劑

2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．為提供氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是（填二種）

 

．
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物反應(yīng)過程如下：NO

ClO2

反應(yīng)Ⅰ

NO₂

Na2SO3水溶液

反應(yīng)Ⅱ

N₂．
反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是：2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+HCl；反應(yīng)Ⅱ的離子方程式是：

 

．若有22.4L N₂生成（標(biāo)準(zhǔn)情況），共消耗ClO₂

 

g．
（4）用NO₂為原料可制新型綠色硝化劑N₂O₅．
制備方法之一是先將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄，然后采用電解法制備N₂O₅，裝置如圖2所示，Pt乙為

 

極，電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素,電解原理

專題：基本概念與基本理論,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)圖示寫出兩個(gè)熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律由這兩個(gè)反應(yīng)得到NO₂（g）與SO₂（g）生成SO₃（g）和NO（g）的反應(yīng)熱，再書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）化學(xué)平衡移動(dòng)的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)等；
（3）二氧化氮具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律知識(shí)來回答判斷；
（4）由N₂O₄制取N₂O₅需要失去電子，所以N₂O₅在陽極區(qū)生成，即Pt甲為陽極，Pt乙為陰極．

解答： 解：1）由圖示得到以下兩個(gè)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，
根據(jù)蓋斯定律可知，由

①-②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
則△H=

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

2

=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（2）由題給反應(yīng)知正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率，可以使得化學(xué)平衡正向移動(dòng)即可，可以增大NH₃濃度、減小壓強(qiáng)、降低溫度或及時(shí)分離出H₂O等，
故答案為：增大NH₃濃度、減小壓強(qiáng)；
（3）二氧化氮具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性，二者之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-，再結(jié)合化學(xué)反應(yīng)2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl知道，
N₂～2NO₂～2ClO₂，所以若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LN₂，則n（ N₂ ）=

V

Vm

=

22.4L

22.4L/mol

=1mol，則消耗2molClO₂，質(zhì)量m=nM=2mol×67.5g/mol=135g，
故答案為：2NO₂+4SO₃^2-=N₂+4SO₄^2-，135g；
（4）從電解原理來看，N₂O₄制備N₂O₅為氧化反應(yīng)，則N₂O₅應(yīng)在陽極區(qū)生成，故生成N₂O₅的Pt甲為陽極，Pt乙為陰極，生成N₂O₅的反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，
故答案為：陰；N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡移動(dòng)、化學(xué)計(jì)算、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，題目難度較大．