Question

（16分）NO和NO₂是常見的氮氧化物，研究它們的綜合利用有重要意義。
（1）氮氧化物產(chǎn)生的環(huán)境問題有          （填一種）。
（2）氧化—還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下：
①反應(yīng)Ⅰ為：NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂（標(biāo)準狀況）時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是       mol。
②反應(yīng)Ⅱ中，當(dāng)n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2時，反應(yīng)的化學(xué)方程式是      。
（3）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：
NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol^－1
①已知：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol^－1
寫出NO和O₂反應(yīng)生成NO₂的熱化學(xué)方程式                  。
②一定溫度下，向2 L恒容密閉容器中充入NO₂和SO₂各1 mol，5min達到平衡，此時容器中NO 和NO₂的濃度之比為3∶1，則NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率是      。
③上述反應(yīng)達平衡后，其它條件不變時，再往容器中同時充入
NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，平衡 （填序號）。
A．向正反應(yīng)方向移動
B．向逆反應(yīng)方向移動
C．不移動
（4）某化學(xué)興趣小組構(gòu)想將NO轉(zhuǎn)化為HNO₃，裝置如圖，電極為多孔惰性材料。則負極的電極反應(yīng)式是            。

Answer 1

（1）產(chǎn)生光化學(xué)煙霧或形成酸雨（1分） （2）①1（2分）
②6NO₂＋4CO(NH₂)₂＝7N₂＋8H₂O＋4CO₂（3分）
（3）①2NO(g)+O₂(g) ＝ 2NO₂(g) △H＝－113.0 kJ·mol^－1（3分） ②75%（2分）③Ａ（2分）
（4）NO－3e^－＋2H₂O＝NO₃^－＋4H⁺（3分）

試題分析：（1）氮氧化物產(chǎn)生的環(huán)境問題有產(chǎn)生光化學(xué)煙霧或形成酸雨等。
（2）①根據(jù)反應(yīng)NO＋O₃＝NO₂＋O₂可知，每生成生成1mol氧氣，反應(yīng)中氮元素的化合價就從＋2價升高到＋4價，失去2個電子，則11.2 L O₂（標(biāo)準狀況）即0.5mol氧氣時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol。
②反應(yīng)ⅡNO₂中氮元素的化合價是+4價，而尿素中氮元素的化合價是－3價，當(dāng)n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2時，根據(jù)電子得失守恒可知，氮原子均轉(zhuǎn)化為氮氣，則根據(jù)原子守恒可知，其余產(chǎn)物是水和CO₂，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO₂＋4CO(NH₂)₂＝7N₂＋8H₂O＋4CO₂。
（3）①已知：反應(yīng)2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol^－1、NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol^－1，則根據(jù)蓋斯定律可知前者減去后者乘以2即得到2NO(g)+O₂(g) ＝ 2NO₂(g)，則△H＝－196.6 kJ·mol^－1+41.8 kJ·mol^－1×2＝－113.0 kJ·mol^－1。
②            NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g)
起始量（mol） 1         1       0       0
轉(zhuǎn)化量（mol） x        x        x        x
平衡量（mol）1－x    1－x       x        x
則根據(jù)容器中NO 和NO₂的濃度之比為3∶1可知x:(1-x)＝3∶1
解得x＝0.75
所以NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率是75%
③反應(yīng)前后體積不變，則可以用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，則根據(jù)②可知，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ ＝9。若其它條件不變時，再往容器中同時充入NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，則此時 ＝1.96＜9，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，答案選A。
（4）原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此NO在負極通入，氧氣在正極通入。電解質(zhì)溶液顯酸性，因此負極電極反應(yīng)式為NO－3e^－＋2H₂O＝NO₃^－＋4H⁺。