Question

（2013?南通一模）還原劑還原法、光催化氧化法、電化學吸收法是減少氮氧化物排放的有效措施．
（1）利用炭粉可以將氮氧化物還原．
已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
反應：C（s）+2NO（g）═CO₂（g）+N₂（g）△H=

-574.1

kJ?mol^-1．
（2）TiO₂在紫外線照射下會使空氣中的某些分子產生活性基團OH，OH能將NO、NO₂氧化，如圖甲所示，OH與NO₂的反應為NO₂+OH═HNO₃．寫出OH與NO反應的化學方程式：

3OH+NO═HNO₃+H₂O

．

（3）圖乙所示的裝置能吸收和轉化NO₂、NO和SO₂．
①陽極區的電極反應式為

SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺

．
②陰極排出的溶液中含S2

O

2- 4

，離子能吸收NO_x氣體，生成的S

O

2- 3

可在陰極區再生．將S2

O

2- 4

吸收NO₂的離子方程式配平，并在方格內填上相應物質：

4

S2

O

2- 4

+

2

NO₂+

8

OH^-═

8

S

O

2- 3

+

1

N₂+

4H₂O

③已知陰極生成的吸收液每吸收標準狀況下7.84L的氣體，陽極區新生成質量分數為49%的硫酸100g，則被吸收氣體中NO₂和NO的物質的量之比為

3：4

．
（4）O₃、醛類、PAN（過氧硝酸乙酰）等污染物氣體和顆粒物所形成的煙霧稱為光化學煙霧．某研究性學習小組為模擬光化學煙霧的形成，用紫外線照射裝在密閉容器內的被污染空氣樣品，所得物質的濃度隨時間的變化如圖丙所示．請你根據光化學煙霧的形成原理，對減少光化學煙霧的發生提出一個合理建議：

減少機動車有害氣體尾氣的排放

．

Answer 1

分析：（1）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）依據圖象可知NO、NO₂均被OH氧化為HNO₃，依據原子守恒得到；
（3）①依據電極原理和反應過程中的離子變化寫出電極反應；
②依據氧化還原反應電子守恒和元素原子守恒配平寫出離子方程式；
③依據陽極新生成0.5molH₂SO₄轉移電子1mol，陰極吸收0.35mol一氧化氮和二氧化氮的混合氣體轉移電子1mol，依據電子守恒計算得到；
（4）依據圖象分析可知NO，NO₂、烴等在紫外線照射下生成O₃、醛、PAN等污染物，從而形成光化學煙霧，而汽車尾氣是排放氮氧化物和烴類的主要來源．

解答：解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ?mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
由蓋斯定律②-①得C（s）+2NO（g）═CO₂（g）+N₂（g）△H=-393.5kJ/mol-180.6KJ/mol=-574.1KJ/mol，故答案為：-574.1；
（2）由圖象可知NO、NO₂均被OH氧化為HNO₃，依據原子守恒得到，NO+3OH═HNO₃+H₂O，
故答案為：3OH+NO═HNO₃+H₂O；
（3）①依據圖示可知，陽極區二氧化硫被氧化為硫酸根，陽極區發生反應SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
②依據電子守恒和電荷守恒配平，其中S₂O₄^2-中硫元素為+3價，而硫酸根中硫元素為+4價，所以S₂O₄^2-被氧化；二氧化氮中的氮元素化合價為+4價，氮氣為0價，二氧化氮被還原，則離子方程式為4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，
故答案為：4；2；8；8；1；4；
③依據陽極新生成0.5molH₂SO₄轉移電子1mol，陰極吸收0.35mol一氧化氮和二氧化氮的混合氣體轉移電子1mol，依據電子守恒n（NO）+n（NO₂）=0.35，2n（NO）+4n（NO₂）=1，
得到n（NO）=0.2mol，n（NO₂）=0.15mol，
所以n（NO₂）：n（NO）=0.15：0.2=3：4，
故答案為：3：4；
（4）依據圖象分析可知NO，NO₂、烴等在紫外線照射下生成O₃、醛、PAN等污染物，從而形成光化學煙霧，而汽車尾氣是排放氮氧化物和烴類的主要來源，故減少汽車尾氣可以減少光化學煙霧的發生，
故答案為：減少機動車有害氣體尾氣的排放．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，電解池原理應用，氧化還原反應電子守恒的計算，分析利用題干信息的能力，題目難度中等．