Question

11．为迎接G20峰会的到来，浙江加大了对环境治理的力度．其中对含氮化物的处理是一个重要的课题．
Ⅰ．氮氧化物
（1）已知：N₂（g）和O₂（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化情况如图1：

①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）△H=-180kJ/mol
②你认为该反应能否自发，并说明理由该反应△H＜0，若△S＞0则反应一定自发；若△S＜0则反应在低温下自发
（2）科学家利用2NO（g）?Na（g）+O₂（g）来消除NO的污染．1molNO在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应，10min后达到平衡，NO的物质的量为0.4mol．在第15min时，保持温度不变，将容器的体积迅速增大至2L并保持恒容，第25min时到达平衡；第30min时，保持温度和体积不变，向容器中再通入0.2molNO，第50min时达到平衡，请在图2中画出从第15min起到70minNO的物质的量随时间变化的曲线．
Ⅱ亚硝酸盐
（1）来源：用氧化性熔融盐处理钢铁表面氧化膜时会产生污染物亚硝酸盐，请写出FeO与NaNO₃在加热条件下发生的反应2FeO+NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+NaNO₂．
（2）电化学处理：用电解法降解NO₂^?其原理如图3所示
电源正极为A（填A或B），
阴极反应式为2NO₂^-+6e^-+4H₂O=N₂↑+8OH^-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g），反应热等于生成物的键能-反应物的键能；
②如能自发进行，应满足△H-T•△S＜0；
（2）1molNO在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应，10min后达到平衡，NO的物质的量为0.4mol．在第15min时，保持温度不变，将容器的体积迅速增大至2L并保持恒容，因反应前后体积不变，则平衡不移动，第30min时，保持温度和体积不变，向容器中再通入0.2molNO，NO物质的量增大，且平衡逆向移动，达到平衡时，各物质的含量不变，第50min时达到平衡，NO的物质的量应变为0.48mol；
Ⅱ．（1）FeO与NaNO₃在加热条件下发生反应生成氧化铜和亚硝酸钠；
（2）用电解法降解NO₂^?其原理如图3所示，NO₂^?在阴极被还原生成氮气，则A为正极，B为负极．

解答 解：Ⅰ．（1）①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g），反应热等于生成物的键能-反应物的键能，△H=（2×632kJ/mol）-（946kJ/mol+498kJ/mol）=-180kJ/mol，
故答案为：-180kJ/mol；
②该反应的△H＜0，如能自发进行，应满足△H-T•△S＜0，△S不确定，则若△S＞0则反应一定自发；若△S＜0则反应在低温下自发，
故答案为：该反应△H＜0，若△S＞0则反应一定自发；若△S＜0则反应在低温下自发；
（2）1molNO在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应，10min后达到平衡，NO的物质的量为0.4mol．在第15min时，保持温度不变，将容器的体积迅速增大至2L并保持恒容，因反应前后体积不变，则平衡不移动，第30min时，保持温度和体积不变，向容器中再通入0.2molNO，NO物质的量增大，且平衡逆向移动，达到平衡时，各物质的含量不变，第50min时达到平衡，NO的物质的量应变为0.48mol，则图象为，
故答案为：；
Ⅱ．（1）FeO与NaNO₃在加热条件下发生反应生成氧化铜和亚硝酸钠，方程式为2FeO+NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+NaNO₂，
故答案为：2FeO+NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+NaNO₂；
（2）用电解法降解NO₂^?其原理如图3所示，NO₂^?在阴极被还原生成氮气，则A为正极，B为负极，阴极发生2NO₂^-+6e^-+4H₂O=N₂↑+8OH^-，
故答案为：A； 2NO₂^-+6e^-+4H₂O=N₂↑+8OH^-．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应与能量变化，化学平衡以及电解等知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握原电池的工作原理，难度不大．