Question

（16分）NO和NO₂是常见的氮氧化物，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）氮氧化物产生的环境问题有          （填一种）。
（2）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：
①反应Ⅰ为：NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是       mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2时，反应的化学方程式是      。
（3）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：
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
写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式                  。
②一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入NO₂和SO₂各1 mol，5min达到平衡，此时容器中NO 和NO₂的浓度之比为3∶1，则NO₂的平衡转化率是      。
③上述反应达平衡后，其它条件不变时，再往容器中同时充入
NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，平衡 （填序号）。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
（4）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃，装置如图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是            。

Answer 1

（1）产生光化学烟雾或形成酸雨（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）

解析试题分析：（1）氮氧化物产生的环境问题有产生光化学烟雾或形成酸雨等。
（2）①根据反应NO＋O₃＝NO₂＋O₂可知，每生成生成1mol氧气，反应中氮元素的化合价就从＋2价升高到＋4价，失去2个电子，则11.2 L O₂（标准状况）即0.5mol氧气时，转移电子的物质的量是1mol。
②反应ⅡNO₂中氮元素的化合价是+4价，而尿素中氮元素的化合价是－3价，当n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2时，根据电子得失守恒可知，氮原子均转化为氮气，则根据原子守恒可知，其余产物是水和CO₂，所以反应的化学方程式是6NO₂＋4CO(NH₂)₂＝7N₂＋8H₂O＋4CO₂。
（3）①已知：反应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，则根据盖斯定律可知前者减去后者乘以2即得到2NO(g)+O₂(g) ＝ 2NO₂(g)，则△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
转化量（mol） x        x        x        x
平衡量（mol）1－x    1－x       x        x
则根据容器中NO 和NO₂的浓度之比为3∶1可知x:(1-x)＝3∶1
解得x＝0.75
所以NO₂的平衡转化率是75%
③反应前后体积不变，则可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则根据②可知，该温度下反应的平衡常数K＝ ＝9。若其它条件不变时，再往容器中同时充入NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，则此时 ＝1.96＜9，所以反应向正反应方向进行，答案选A。
（4）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，因此NO在负极通入，氧气在正极通入。电解质溶液显酸性，因此负极电极反应式为NO－3e^－＋2H₂O＝NO₃^－＋4H⁺。
考点：考查氧化还原反应计算、热化学方程式、平衡状态的计算以及影响因素、燃料电池应用等