Question

【題目】某地今年啟動11項工程治理氮磷污染，以保護空氣環境和飲用水源。下面是有關氮污染防治及處理方法。據此回答下列問題：

（1）已知CO可將NO轉化為N2，某研究小組在實驗室研究反應條件對NO轉化率的影響。

①由圖1可知CO的百分含量越高，NO的轉化率越______________（填“高”或“低”）。

②當時，NO的轉化率隨溫度的變化如圖2所示，則應控制反應的最佳溫度在___________左右。

（2）在催化劑存在的條件下，用H2將NO還原為N2。已知：

則氫氣和一氧化氮反應生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是___________________。

（3）氨氣一氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物，防止空氣污染，其裝置如圖所示。通入氨氣的電極為_____________（填“正極”或“負極”）。負極的電極反應式為_______________。

Answer 1

【答案】

（1）①高（1分）②900K(2分)

（2）2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=－734.7kJ·mol-1(2分)

（3）負極(1分)；2NH3－6e－=N2+6H+（2分）

【解析】

試題分析：

（1）①由圖1可知CO的百分含量越高，NO的轉化率越高。

②圖2中900K時，NO的轉化率最高，則反應的最佳溫度在900K左右。

（2）由圖可知，反應物斷鍵共吸收熱量（2×630kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1），成鍵共放出熱量（941.7kJ·mol-1+2×962.5kJ·mol-1）。所以氫氣和一氧化氮反應生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=－734.7kJ·mol-1。

（3）該原電池的目的是將氮氧化物處理為無害的N2，防止空氣污染，所以通入氨氣的電極為負極，通入氮氧化物的電極為正極。也可以根據原電池中H+從左到右移動，判斷出裝置中左邊的電極為負極。負極上通入氨氣后轉化為了N2，所以酸性介質下的負極電極方程式為2NH3－6e－=N2+6H+。