Question

研究碳氧化合物、氢氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。工业上处理氮的氧化物途径有多种：

I．氨吸法。

(1)已知：①     

② 

则用处理生成氮气和气态水的热化学方程式为____________________。

Ⅱ．催化氧化法：城市中和污染主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将其转化为无害的物质如：。

(2)为研究汽车尾气转化为无毒无害的物质有关反应，在密闭容器中充入和，发生反应，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。

①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高的转化率，可采取的措施有_____________(填字母序号)

a．改用高效催化剂b．缩小容器的体积c．升高温度d．增加的浓度

②压强为、温度为下，若反应进行到达到平衡状态，容器的体积为，用的浓度变化表示的平均反应速率________，该温度下平衡常数______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压物质的量分数；保留两位有效数字)。

③若在点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，达到的平衡状态可能是图中点中的_____点

Ⅲ．电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图

(3)极的电极反应式为_________________。

(4) 在时，将氨水与的硝酸等体积混合后溶液显中性，用含的代数式表示的水解常数_______

Answer

【解析】

I．(1)依据盖斯定律的应用作答；

Ⅱ．(2) 2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g) ＋N2(g) ΔH，①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO的转化率，改变条件使平衡向正反应方向移动即可；

②利用“三段式”来解决化学平衡计算问题；

③此反应为放热和体积减少的反应，若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，平衡将向正反应方向移动；

Ⅲ．(3) N电极的NO变成NH4＋，M电极的NO变成NO3－，则N极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+；

（4）NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Kh＝(c(NH3·H2O)·c(H＋)/c(NH4＋)，a mol·L－1的氨水与0.1mol·L－1的硝酸等体积混合后溶液显中性，则c(H＋)=，c(NH3·H2O)和c(NH4＋)可通过“三段式”来求出，再带入水解平衡常数公式。

I．(1) ①

② ，则①×3+②得用处理生成氮气和气态水的热化学方程式 ，，

故答案为： ；

Ⅱ．①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO的转化率，改变条件使平衡向正反应方向移动，

a．改用高效催化剂，催化剂只能改变反应速率，不能改变反应平衡，a项错误；

b．缩小容器的体积，相当于增大压强，此反应是体积减少的反应，平衡向正反应方向移动，所以提高反应速率同时提高NO的转化率，b项正确；

c．升高温度，反应速率提高，但该反应是放热反应，平衡向逆反应方向移动，c项错误；

d．增加CO的浓度，浓度增大，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，d项正确，

故选bd；

②压强为10 MPa、温度为T1下，若反应进行到20 min达到平衡状态，对应图象E点，利用“三段式”来计算：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)

初始时物质的量/mol 8 10 0 0

变化的物质的量/mol x x x 0.5x

平衡时物质的量/mol 8-x 10-x x 0.5x

NO的体积分数为25%，根据阿伏加德罗定律及推论，体积分数等于物质的量分数，(8-x)/( 8-x+10-x+x+0.5x)=25%，x=4，v(CO2)＝=0.05mol/(L·min)，Kp＝，PCO2=总压×物质的量分数=P总 Mpa，同理其它物质的分压也可以用类似的方法来求出，然后带入Kp＝=0.089 MPa-1，

故答案为：0.089 MPa-1；

③此反应是体积减少的放热反应，在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，平衡向正反应方向移动，NO的体积分数降低，对应图象的G点，

故答案为：G；

（4）电解池中N极的NO变成NH4+，M极的NO变成NO3-，介质为NH4NO3溶液，N极的电极反应式为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，

故答案为：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+；

（5）NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Kh＝c(NH3·H2O)·c(H＋)/c(NH4＋)，a mol·L－1的氨水与0.1mol·L－1的硝酸等体积混合后溶液显中性，则c(H＋)=，c(NH3·H2O)和c(NH4＋)可通过“三段式”来求出，氨水与硝酸等体积混合的离子方程式为：

NH3·H2O+ H+ = NH4＋＋ H2O

初始时物质的量浓度/mol/L a 0.1 0

变化的物质的量浓度/mol/L 0.1- 0.1-0.1-

平衡时物质的量浓度/mol/L a-0.1+ 0.1-

Kh＝c(NH3·H2O)·c(H＋)/c(NH4＋)= (10a-1)×10-7，

故答案为：(10a-1)×10-7。