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

（2）已知：2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)   ΔH=—196.6 kJ/mol ；

2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)  ΔH=—113.0 kJ/mol ；

①则反应NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g) 的ΔH＝________ 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1 mol SO₃的同时生成1 mol 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）3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 6.72

（2）①-41.8 ②B ③2.67或

（3）4NH3+6NO5N2+6H2O ； 2：3

（4）3Cl2 + 2NH4++ 8OH- → N2↑ + 6Cl- + 8H2O。

【解析】

试题分析：（1）二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，化学方程式是3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；利用反应6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O也可处理NO2。该反应中+4价N原子降低到0价，得到4个电子，整体得到24个电子，每有6mol二氧化氮参加反应，则转移24mol电子，所以当转移1.2 mol电子时，有6mol×1.2/24=0.3mol，标准状况下的体积是0.3mol×22.4L/mol=6.72L；

（2）①根据盖斯定律，将第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得2NO2(g)＋2SO2(g) 2SO3(g)＋2NO(g) 的ΔH＝（—196.6 kJ/mol）-（—113.0 kJ/mol）=-83.6kJ/mol，所以反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) 的ΔH＝-83.6kJ/mol/2=-41.8kJ/mol；

②A．该反应是气体压强不变的可逆反应，所以体系压强保持不变 时不一定是平衡状态，错误； B．因为二氧化氮为红棕色，反应开始后颜色逐渐变浅，当混合气体颜色保持不变时，反应达到平衡状态，正确；C．SO3和NO都是生成物，体积之比始终是1:1，所以SO3和NO的体积比保持不变的状态不是平衡状态，错误；D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2，表示的都是逆反应速率，不能判断平衡状态，错误，答案选B。

③测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6，且该反应是气体物质的量不变的可逆反应，设开始时，二氧化氮的物质的量是1mol，二氧化硫的物质的量是2mol，反应中二氧化氮物质的量减少xmol，则二氧化硫的物质的量也减少xmol，生成三氧化硫和NO的物质的量都是xmol，则（1-x）：（2-x）=1:6，解得x=0.8，所以该反应的平衡常数可用物质的量来计算，K=0.82/(1-0.8)(2-0.8)=8/3；

（3）NH3可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质，根据元素构成判断，生成物是氮气和水，所以反应的化学方程式是4NH3+6NO5N2+6H2O ；反应中-3价N被氧化为0价N，+2价N原子被还原为0价N原子，则氧化产物是氨气被氧化得到的氮气，还原产物是NO被还原得到的氮气，所以氧化产物与还原产物之比为氨气与NO的物质的量之比是4:6=2:3；

（4）根据题意，氯气与铵根离子，在碱性条件下反应生成氯离子和氮气，根据元素守恒，则产物中有水生成，所以离子方程式是3Cl2 + 2NH4++ 8OH- → N2↑ + 6Cl- + 8H2O。

考点：考查化学平衡状态的判断，平衡常数的计算，盖斯定律的应用，二氧化氮的化学性质，氧化还原反应的分析，方程式的书写