Question

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO₂)排放量減少8%，氮氧化物(NO_x)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。

（1）處理NO_x的一種方法是利用甲烷催化還原NO_x。已知：

CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  △H=－574kJ·mol­^－1

CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  △H=－1160kJ·mol^－1

則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為                         。

（2）降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)；△H＜0。若在一定溫度下，將2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化如圖所示，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=          。若保持溫度不變，20min時(shí)再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡將       移動(dòng)（填“向左”、 “向右”或“不”）。

20min時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致N₂濃度發(fā)生如圖11所示的變化，則改變的條件可能是

         （填序號(hào)）。

①加入催化劑　  ②降低溫度　  ③縮小容器體積　  ④增加CO₂的量

（3）肼（N₂H₄）用亞硝酸氧化可生成氮的另一種氫化物，該氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977。寫出肼與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式                 。

（4）如圖所示裝置可用于制備N₂O₅，則生成N₂O₅的那一極電極反應(yīng)式為            。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₄(g)+2 NO₂(g)= N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)   △H=－867kJ·mol­^－1

（2）k= 5/144 或0.0347；    不；      ②

（3） N₂H₄ +HNO₂==HN₃ + 2H₂O

（4）N₂O₄ –2e^-+ 2HNO₃ ==2N₂O₅+ 2H⁺

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)①+②求得CH₄(g)+2 NO₂(g)= N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  △H=-867kJ·mol­^-1

（2）根據(jù)圖中所示濃度可知c(CO₂)=0.4mol/L，則

K==

平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，溫度不變平衡常數(shù)不變。從圖中看出平衡正向移動(dòng)，N₂起始濃度沒變，所以選②。

（3）根據(jù)氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977，可求得分子式為HN₃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂H₄ +HNO₂==HN₃ + 2H₂O

（4）根據(jù)圖中信息可知，由N₂O₄制取N₂O₅，所以應(yīng)該在陽極反應(yīng)，電極反應(yīng)為N₂O₄ –2e^-+ 2HNO₃ ==2N₂O₅+ 2H⁺

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)能量變化、化學(xué)平衡和電解原理應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：該題綜合性強(qiáng)，考查知識(shí)全面，可以鍛煉學(xué)生的分析能力。