Question

【題目】C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問(wèn)題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來(lái)消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。

(1)已知：2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH1＝－221 kJ·molˉ1

4Al(g)＋3O2(g) =2Al2O3(s) ΔH2＝－3351 kJ·molˉ1

2Al(g)＋N2(g)=2AlN(s) ΔH3＝－318 kJ·molˉ1

碳熱還原Al2O3合成 AlN 的總熱化學(xué)方程式是___________________；

(2) “亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2，室溫條件下，將煙氣通入(NH4)2SO3溶液中，測(cè)得溶液pH與含硫組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖所示。

請(qǐng)寫(xiě)出a點(diǎn)時(shí)n(HSO3-)∶n(H2SO3)=______，b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7，則n(NH4+)∶n(HSO3-)=______；

(3)催化氧化法去除NO，一定條件下，用NH3消除NO污染，其反應(yīng)原理為：4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同溫度條件下，n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4∶l、3∶l、1∶3時(shí)，得到NO脫除率曲線如圖所示：

①請(qǐng)寫(xiě)出N2的電子式________；

② 曲線c對(duì)應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是______；

③曲線a中NO的起始濃度為6×10-4mg·m-3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為___________mg·m-3·s-1；

(4)間接電化學(xué)法可除NO。其原理如上右圖所示，寫(xiě)出電解池陰極的電極反應(yīng)式(陰極室溶液呈酸性)__________________。

Answer 1

【答案】Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)═2AlN(s)+3CO（g）△H=+1026kJ/mol 1：1 3：1 1：3 1.5×10-4 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O

【解析】

(1)2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1=-221kJ/mol ①

4Al(g)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H2=-3351kJ/mol ②

2Al(g)+N2(g)=2AlN(s) △H3=-318kJ/mol ③

將方程式(3①-②)×1/2+③得Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)═2AlN(s)+3CO(g)，△H=[3(-221kJ/mol)-(-3351kJ/mol)]×1/2+(-318 kJ/mol)=+1026kJ/mol，

(2)根據(jù)圖知，a點(diǎn)溶液中c(HSO3-)=c(H2SO3)，溶液體積相同，所以存在n(HSO3-):c(H2SO3)=1：1；b點(diǎn)溶液中c(HSO3-)=c(SO32-)=1，溶液中存在電荷守恒c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)=c(NH4+)+c(H+)，溶液的pH=7，則c(OH-)=c(H+)，則c(HSO3-)+2c(SO32-)=c(NH4+)，溶液體積相同，所以n(NH4+)：n(HSO3-)=3：1，

故答案為：1：1；3：1；

(3)①氮?dú)夥肿又?/span>N原子之間共用3個(gè)電子對(duì)，每個(gè)N原子含有1個(gè)孤電子對(duì)，電子式為；

②氨氣的物質(zhì)的量越多，NO的去除率越大，c曲線中NO脫除率最低，說(shuō)明NO的物質(zhì)的量最多，則n(NH3)：n(NO)=1：3；

③曲線a中NO的起始濃度為6×10-4mgm-3，NO的脫除率由0.55轉(zhuǎn)化為0.75，A到B點(diǎn)NO脫除的物質(zhì)的量濃度=6×10-4mgm-3×（0.75-0.55）=1.2×10-4mgm-3，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率=mgm-3s-1=1.5×10-4mgm-3s-1；

(4)根據(jù)圖知，陰極上進(jìn)入的離子是HSO3-，出去的離子為S2O42-，電極反應(yīng)式為2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O。