Question

【題目】氮氧化物是大氣的主要污染物之一，能形成酸雨、霧霾。大氣中的氮氧化物主要來源于燃料的燃燒。

（1）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=-180.5kJ·mol-1。N≡N鍵能941kJ·mol-1、O＝O鍵能499kJ·mol-1，則NO中N≡O(shè)鍵的鍵能為___________ kJ·mol-1。

（2）T℃時，向1L恒容密閉容器中充入1molN2O3和1molO2，發(fā)生反應(yīng)；N2O3(g)+O2(g)N2O5(g) ΔH=-62kJ·mol-1。若平衡時N2O3和N2O5的體積分?jǐn)?shù)相等，則T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________。

（3）用活化后的N2O5作催化劑，氨氣可將NO和O2還原成N2和H2O。若參加反應(yīng)的NH3和NO的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系為lg K=5.08+。若該反應(yīng)在t℃下達到平衡，升高溫度時，平衡___________（填“正向“逆向“或“不”）移動，逆反應(yīng)速率將____________（填“增大”“減小”或“不變”）。

（4）圖I是用食鹽水作電解液電解煙氣脫氮的一種原理圖，NO 被陽極產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)氧化為NO3-，尾氣經(jīng)氫氧化鈉溶液吸收后再排入空氣中。電流密度和溶液pH對煙氣脫氮的影響如圖II。

①處理后的尾氣中，一定含有的氣體單質(zhì)是___________（填化學(xué)式）。

②溶液的pH對NO除去率有影響的原因是___________。

③若電極板面積為10cm2，實驗煙氣含NO的體積分?jǐn)?shù)為1.5%，流速為0.070 L·s-1（氣體體積已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，且煙氣中無其他氣體被氧化），測得電流密度為1.0A·cm-2。實驗中NO除去率為___________（法拉第常數(shù)為96500C·mol-1)）。

Answer 1

【答案】 810.25 2 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 逆向 增大 H2 次氯酸鈉在酸性條件下氧化性增強 73.7%

【解析】（1）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=-180.5kJ·mol-1。N≡N鍵能941kJ·mol-1、O＝O鍵能499kJ·mol-1，因為ΔH等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，所以，NO中N≡O(shè)鍵的鍵能為810.25 kJ·mol-1。

（2）T℃時，向1L恒容密閉容器中充入1molN2O3和1molO2，發(fā)生反應(yīng)；N2O3(g)+O2(g)N2O5(g) ΔH=-62kJ·mol-1。若平衡時N2O3和N2O5的體積分?jǐn)?shù)相等，則由N原子守恒可知，N2O3的轉(zhuǎn)化率為50%，N2O3、O2、N2O5的平衡濃度均為0.5mol/L，則T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

（3）用活化后的N2O5作催化劑，氨氣可將NO和O2還原成N2和H2O。若參加反應(yīng)的NH3和NO的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O。已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系為lg K=5.08+。若該反應(yīng)在t℃下達到平衡，升高溫度時，K減小，平衡逆向移動，逆反應(yīng)速率將增大。

（4）①由用食鹽水作電解液電解煙氣脫氮的原理可知，陰極上水電離的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，所以，處理后的尾氣中，一定含有的氣體單質(zhì)是H2。

②由圖可知，pH越小時NO的去除率越高，因為次氯酸鈉在酸性條件下氧化性增強。

③若電極板面積為10cm2，實驗煙氣含NO的體積分?jǐn)?shù)為1.5%，流速為0.070 L·s-1（氣體體積已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，且煙氣中無其他氣體被氧化），測得電流密度為1.0A·cm-2。實驗中NO除去率為73.7%。