Question

14．NH₃可用于制造硝酸、纯碱等，还可用于烟气脱硝．（1）NH₃催化氧化可制备硝酸．
①NH₃氧化时发生如下反应：
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1
4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1269.02kJ•mol^-1
则4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃=-1811.63kJ•mol^-1．
②NO被O₂氧化为NO₂．其他条件不变时，NO的转化率[α（NO）]与温度、压强的关系如图1所示．则p₁＞p₂（填“＞”“＜”或“=”）；

平衡常数的表达式K=$\frac{c（NO{\;}_{2}）{\;}^{2}}{c（NO）{\;}^{2}c（O{\;}_{2}）}$；
温度高于800℃时，α（NO）几乎为0的原因是NO₂几乎完全分解．
（2）利用反应NO₂+NH₃→N₂+H₂O（未配平）消除NO₂的简易装置如图所示．电极b的电极反应式为2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；消耗标准状况下4.48L NH₃时，被消除的NO₂的物质的量为0.15mol．
（3）合成氨的原料气需脱硫处理（如图2）．一种脱硫方法是：先用Na₂CO₃溶液吸收H₂S生成NaHS；NaHS再与NaVO₃反应生成S、Na₂V₄O₉和物质X．NaHS与NaVO₃反应的化学方程式为2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

Answer 1

分析 （1）①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1；②4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1；目标反应的反应热为：$\frac{②×5-①×3}{2}$；
②温度相同时p₁的一氧化氮的氮率大，所以增大压强平衡正向移动；平衡常数的表达式应为生成物浓度的幂次方之积比上反应物浓度的幂次方之积；α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，NO₂几乎完全分解；
（2）电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极反应式为2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；标准状况下4.48L NH₃的物质的量为：0.2mol，根据4NH₃～3NO₂进行计算；
（3）NaHS再与NaVO₃反应生浅黄色沉淀是硫单质和Na₂V₄O₉，根据得失电子守恒，得化学方程式为：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

解答 解：（1）①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1；②4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1；目标反应的反应热为：$\frac{②×5-①×3}{2}$=1811.63 kJ•mol^-1，故答案为：=-1811.63 kJ•mol^-1；
②温度相同时p₁的一氧化氮的氮率大，所以增大压强平衡正向移动，所以p₁＞p₂；NO被O₂氧化为NO₂，方程式为：2NO+O₂?2NO₂，则平衡常数的表达式K=$\frac{c（NO{\;}_{2}）{\;}^{2}}{c（NO）{\;}^{2}c（O{\;}_{2}）}$；α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，NO₂几乎完全分解；故答案为：＞；$\frac{c（NO{\;}_{2}）{\;}^{2}}{c（NO）{\;}^{2}c（O{\;}_{2}）}$；NO₂几乎完全分解；
（2）电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极反应式为2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；标准状况下4.48L NH₃的物质的量为：0.2mol，根据4NH₃～3NO₂，所以被消除的NO₂的物质的量为$\frac{3}{4}$=0.15mol，故答案为：2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；0.15；
（3）NaHS再与NaVO₃反应生浅黄色沉淀是硫单质和Na₂V₄O₉，根据得失电子守恒，得化学方程式为：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH，
故答案为：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

点评 本题较为综合，涉及考查盖斯定律的应用、依据图象分析平衡移动的原因、及电极反应式书写，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，易错题为（2）题，会根据化合价的变化确定NO₂的电极，然后书写电极反应式．