Question

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为

 

．利用反应6NO₂+8NH₃ 

催化剂

△

7N₂+12H₂O也可处理NO₂．当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是

 

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则反应NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g） 的△H=

 

 kJ/mol．
②一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是

 

．
A．体系压强保持不变               
B．混合气体颜色保持不变
C．SO₃和NO的体积比保持不变     
D．每消耗1mol SO₃的同时生成1mol NO₂
③测得上述反应平衡时NO₂与SO₂的体积比为1：6，则平衡常数K=

 

．
（3）催化剂存在下，NH₃可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质．写出反应的化学方程式：

 

；该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为

 

．
（4）氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成性质极不稳定的三氯化氮，易引起爆炸．为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气．该反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：氮的氧化物的性质及其对环境的影响,氧化还原反应,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，根据化合价的变化结合方程式计算消耗的NO₂在标准状况下的体积；
（2）利用盖斯定律计算反应热，得到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，计算平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数；
（3）NH₃可用来消除NO的污染，生成2种对环境无害的物质，应生成氮气和水；
（4）可以根据反应物和生成物正确书写化学方程式．

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

催化剂

△

7N₂+12H₂O中，6NO₂中N元素化合价降低，由+4价降低到0价，则6molNO₂参加反应，转移24mol电子，所以当转移1.2mol电子时，消耗NO₂0.3mol，体积为v=nv_m=6.72L，
故答案为：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，利用盖斯定律将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，
故答案为：-41.8；
②A．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；
B．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，故B正确；
C．SO₃和NO的计量数之比为1：1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO₃的同时生成1molNO₂，不能判断是否达到平衡状态，故D错误；
故答案为：B；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
起始物质的体积 a      2a        0         0
转化物质的体积 x      x         x         x
平衡物质的体积 a-x   2a-x       x         x
平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，即（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常数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

，
故答案为：2.67或

8

3

；
（3）NH₃可用来消除NO的污染，生成2种对环境无害的物质，应生成氮气和水，反应的方程式为4NH₃+6NO

催化剂   .

高温高压

5N₂+6H₂O，反应中只有N元素化合价发生变化，由方程式可知反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为4：6=2：3，
故答案为：4NH₃+6NO

催化剂   .

高温高压

5N₂+6H₂O；2：3；
（4）电解后的碱性溶液是氢氧化钠溶液，生成物是氮气、氯化钠、水，所以反应的离子方程式为：3Cl₂+2NH₄⁺+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；
故答案为：3Cl₂+2NH₄⁺+8OH^-=N₂↑+6Cl^-+8H₂O．

点评：本题以NO₂、SO₂、CO等物质为载体，综合考查化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算、化学方程式的书写等问题，侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查，题目难度中等．