Question

研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）NO₂可用水吸收，相應的化學反應方程式為

 

．利用反應6NO₂+8NH₃ 

催化劑

△

7N₂+12H₂O也可處理NO₂．當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗的NO₂在標準狀況下是

 

L．
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol； 2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ/mol；
①則反應NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g） 的△H=

 

 kJ/mol．
②一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是

 

．
A．體系壓強保持不變               
B．混合氣體顏色保持不變
C．SO₃和NO的體積比保持不變     
D．每消耗1mol SO₃的同時生成1mol NO₂
③測得上述反應平衡時NO₂與SO₂的體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=

 

．
（3）催化劑存在下，NH₃可用來消除NO的污染，生成兩種對環(huán)境無害的物質(zhì)．寫出反應的化學方程式：

 

；該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為

 

．
（4）氯堿工業(yè)的原料飽和食鹽水中含有一定量的銨根離子，在電解時會生成性質(zhì)極不穩(wěn)定的三氯化氮，易引起爆炸．為除去飽和食鹽水中的銨根離子，可在堿性條件下通入氯氣，反應生成氮氣．該反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：氮的氧化物的性質(zhì)及其對環(huán)境的影響,氧化還原反應,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，根據(jù)化合價的變化結合方程式計算消耗的NO₂在標準狀況下的體積；
（2）利用蓋斯定律計算反應熱，得到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變，計算平衡時各物質(zhì)的濃度，可計算平衡常數(shù)；
（3）NH₃可用來消除NO的污染，生成2種對環(huán)境無害的物質(zhì)，應生成氮氣和水；
（4）可以根據(jù)反應物和生成物正確書寫化學方程式．

解答： 解：（1）二氧化氮和水反應3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，在反應6NO₂+8NH₃

催化劑

△

7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合價降低，由+4價降低到0價，則6molNO₂參加反應，轉(zhuǎn)移24mol電子，所以當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，消耗NO₂0.3mol，體積為v=nv_m=6.72L，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；6.72；
（2）①已知：Ⅰ、2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1
Ⅱ、2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，利用蓋斯定律將Ⅰ×

1

2

-Ⅱ×

1

2

得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
△H=

1

2

×（-196.6kJ?mol^-1）-

1

2

×（-113.0kJ?mol^-1）=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：-41.8；
②A．無論是否達到平衡，體系壓強都保持不變，不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．混合氣體顏色保持不變，說明濃度不變，達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．SO₃和NO的計量數(shù)之比為1：1，無論是否達到平衡，二者的體積比保持不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比，則每消耗1mol SO₃的同時生成1molNO₂，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故答案為：B；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物質(zhì)的體積 a      2a        0         0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積 x      x         x         x
平衡物質(zhì)的體積 a-x   2a-x       x         x
平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常數(shù)K=

C(SO3)C(NO)

c(NO2)C(SO2)

=

x2

(a-x)(2a-x)

=

16 25 a2

1 5 a× 6 5 a

=

8

3

，
故答案為：2.67或

8

3

；
（3）NH₃可用來消除NO的污染，生成2種對環(huán)境無害的物質(zhì)，應生成氮氣和水，反應的方程式為4NH₃+6NO

催化劑   .

高溫高壓

5N₂+6H₂O，反應中只有N元素化合價發(fā)生變化，由方程式可知反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為4：6=2：3，
故答案為：4NH₃+6NO

催化劑   .

高溫高壓

5N₂+6H₂O；2：3；
（4）電解后的堿性溶液是氫氧化鈉溶液，生成物是氮氣、氯化鈉、水，所以反應的離子方程式為：3Cl₂+2NH₄⁺+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；
故答案為：3Cl₂+2NH₄⁺+8OH^-=N₂↑+6Cl^-+8H₂O．

點評：本題以NO₂、SO₂、CO等物質(zhì)為載體，綜合考查化學平衡移動、蓋斯定律以及平衡常數(shù)的計算、化學方程式的書寫等問題，側重于學生綜合運用化學知識的能力的考查，題目難度中等．