Question

氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题，下面是氮的氧化物的几种不同情况下的转化．

（1）已知：2SO₂（g）+O₂ （g）⇌2SO₃ （g）△H=﹣196.6kJ•mol^﹣1

2NO（g）+O₂ （g）⇌2NO₂ （g）△H=﹣113.0kJ•mol^﹣1则SO₂气体与NO₂气体反应生成SO₃气体和NO气体的反应为              （填“放热”或“吸热”）反应．

（2）向绝热恒容密闭容器中通入SO₂和NO₂，一定条件下使反应SO₂（g）+NO₂（g）⇌SO₃（g）+NO（g）达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图1所示．

①反应在c点          （填“达到”或“未到”）平衡状态．

②开始时，在该容器中加入：

Ⅰ：1molSO₂（g）和1molNO₂（g）；II：1molSO₃（g）和1mol NO（g），则达化学平衡时，该反应的平衡常数Ⅰ           Ⅱ（填“＞”、“=”或“＜”）．

（3）用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物时发生下列反应：

2NaOH+NO+NO₂=2NaNO₂+H₂O

2NaOH+2NO₂=NaNO₂+NaNO₂+H₂O

将反应混合液和氢氧化钠溶液分别加到如图2所示的电解槽中进行电解，A室产生了N₂．

①电极Ⅰ是            极，B室产生的气体是        ．

②A室NO₂^﹣发生的电极反应是                       ；

（4）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．现有NO、NO₂的混合气6L，可用同温同压下7L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为       ．

Answer

（1）放热；

（2）①未达；

②＜；

（3）2NO2﹣+6e﹣+6H2O=8OH﹣+N2↑；

（4）1：3．

【解析】

试题分析：（1）根据所给的条件反应，结合要求的目标反应，将条件反应调整计量数并做相应的加减得目标反应，反应热做相应的变化即可；

（2）①反应达平衡的根本标志是V正=V逆，而c点的只是V正最大而已；

②容器恒容绝热，SO2（g）+NO2（g）⇌NO（g）+SO3 （g）△H＜0，反应放热，若在该容器中加入：Ⅰ：1molSO2（g）和1molNO2（g），则开始反应放热；若在容器中加入II：1molSO3（g）和1mol NO（g），则开始时反应吸热，据此分析平衡常数；

（3）通过A室产生了N2，可知A极的电解质溶液为NaNO3和NaNO2的混合溶液，NO2﹣在A极放电为N2，则A为阴极；则B极为阳极，电解质溶液为NaOH溶液，OH﹣在B极放电，据此分析；

（4）设出NO的体积为XL，NO2的体积为YL，则有X+Y=6 ①，然后根据和氨气反应时得失电子数守恒可有：2X+4Y=7×3 ②，将两式联立即可解得．

【解析】
（1）已知：2SO2（g）+O2 （g）⇌2SO3 （g）△H=﹣196.6kJ•mol﹣1 ①

2NO（g）+O2 （g）⇌2NO2 （g）△H=﹣113.0kJ•mol﹣1 ②

将﹣可得：SO2（g）+NO2（g）⇌NO（g）+SO3 （g）△H=﹣=﹣41.6KJ/mol，而当反应热△H＜0时，反应放热，

故答案为：放热；

（2）①化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，

故答案为：未达；

②容器恒容绝热，SO2（g）+NO2（g）⇌NO（g）+SO3 （g）△H＜0，反应放热，若在该容器中加入：Ⅰ：1molSO2（g）和1molNO2（g），则开始反应放热，温度升高平衡左移，K减小；若在容器中加入II：1molSO3（g）和1mol NO（g），则开始时反应吸热，温度降低平衡右移，K增大，故该反应的平衡常数Ⅰ＜Ⅱ，

故答案为：＜；

（3）通过A室产生了N2，可知I极的电解质溶液为NaNO3和NaNO2的混合溶液，NO2﹣在I放电为N2，则A为阴极；则II极为阳极，电解质溶液为NaOH溶液，OH﹣在II极放电．

①电极I为阴极，由于B室为NaOH溶液，且II极为阳极，故在II极放电的是氢氧根：4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，即产生的气体为氧气，故答案为：阴极；O2；

②NO2﹣在阴极得电子被还原为氮气，结合B室的溶液是中性溶液，故放电的方程式为：2NO2﹣+6e﹣+6H2O=8OH﹣+N2↑，故答案为：2NO2﹣+6e﹣+6H2O=8OH﹣+N2↑；

（4）设出NO的体积为XL，NO2的体积为YL，根据混合气体的体积为6L，则有X+Y=6 ①

氨气反应时，NO和NO2得电子，而氨气失电子，根据得失电子数守恒可有：2X+4Y=7×3 ②

将两式联立即可解得X=1.5，Y=4.5，则有X：Y=1：3，故答案为：1：3．