Question

12．氮氧化物（NO_x）種類很多，造成大氣污染的主要是NO和NO₂，研究它們的綜合利用有重要意義．
（1）NO可通過氧化-還原法轉(zhuǎn)化為N₂，轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：
NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{O_{2}}$NO₂$→_{Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N₂．反應(yīng)Ⅰ的化學方程式是2NO+O₂=2NO₂；反應(yīng)Ⅱ的還原劑是CO（NH₂）₂．
（2）NO還可與C在一定條件下反應(yīng)得到無污染的氣體．NO與C在一定條件下反應(yīng)的化學方程式是2NO+C═N₂+CO₂．
（3）NO也可直接用活性鐵粉轉(zhuǎn)化為N₂．已知：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁
4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H₂
則6NO（g）+4Fe（s）=2Fe₂O₃（s）+3N₂（g）△H=△H₂-3△H₁（用“△H₁”、“△H₂”表示）．
（4）NO₂可電解制備綠色硝化試劑N₂O₅．如圖是其原理示意圖．
①陽極電解液中的N₂O₄由NO₂降溫轉(zhuǎn)化得到，降溫的原因是2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，在其他條件不變時，降溫平衡右移，有利于NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄．
②陽極區(qū)生成N₂O₅的電極反應(yīng)式是N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺．
③陰極區(qū)得到一種可循環(huán)利用的物質(zhì)，其化學式是N₂O₄．

Answer 1

分析 （1）NO與氧氣反應(yīng)生成NO₂，NO₂具有氧化性，CO（NH₂）₂與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣；
（2）NO還可與C在一定條件下反應(yīng)得到無污染的氣體，應(yīng)生成氮氣和二氧化碳；
（3）已知①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁②4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H₂，利用蓋斯定律將②-①×3可得6NO（g）+4Fe（s）=2Fe₂O₃（s）+3N₂（g）；
（4）NO₂可電解制備綠色硝化試劑N₂O₅．N元素化合價升高，NO₂被氧化，為電解池陽極反應(yīng)，陰極濃硝酸被還原生成N₂O₄．

解答 解：（1）NO與氧氣反應(yīng)生成NO₂，方程式為2NO+O₂=2NO₂，NO₂具有氧化性，CO（NH₂）₂與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣，CO（NH₂）₂為還原劑，
故答案為：2NO+O₂=2NO₂；CO（NH₂）₂；
（2）NO還可與C在一定條件下反應(yīng)得到無污染的氣體，應(yīng)生成氮氣和二氧化碳，方程式為2NO+C═N₂+CO₂，故答案為：2NO+C═N₂+CO₂；
（3）已知①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁②4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H₂，利用蓋斯定律將②-①×3可得6NO（g）+4Fe（s）=2Fe₂O₃（s）+3N₂（g），則△H=△H₂-3△H₁，
故答案為：△H₂-3△H₁；
（4）①2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，降低溫度向吸熱方向移動，即降低溫度向生成N₂O₄的方向移動，
故答案為：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0，在其他條件不變時，降溫平衡右移，有利于NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄；
②NO₂可電解制備綠色硝化試劑N₂O₅．N元素化合價升高，NO₂被氧化，電極方程式為N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，故答案為：N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺；
③陽極上N₂O₄放電生成N₂O₅，電極反應(yīng)為N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，陰極發(fā)生2NO₃^-+2e^-+4H⁺=N₂O₄+2H₂O，則循環(huán)使用的物質(zhì)為N₂O₄，
故答案為：N₂O₄．

點評 本題綜合考查含氮化合物知識，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析、計算能力，題目涉及熱化學方程式以及電解知識，注意把握蓋斯定律以及電極方程式的書寫，難度不大．