Question

【題目】為迎接G20峰會的到來，浙江加大了對環境治理的力度。其中對含氮化物的處理是一個重要的課題。

Ⅰ.氮氧化物

（1）已知：N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化情況如下

①2NO(g) N2(g)+O2(g) △H=_______________

②你認為該反應能否自發，并說明理由____________________________________

（2）科學家利用2NO(g) N2(g)+O2(g)來消除NO的污染。1molNO在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應，10min后達到平衡，NO的物質的量為0.4mol。在第15min時，保持溫度不變，將容器的體積迅速增大至2L并保持恒容，第25min時到達平衡；第30min時，保持溫度和體積不變，向容器中再通入0.2molNO，第50min時達到平衡，請在右圖中畫出從第15min起到70minNO的物質的量隨時間變化的曲線。_________

Ⅱ.亞硝酸鹽

（1）來源：用氧化性熔融鹽處理鋼鐵表面氧化膜時會產生污染物亞硝酸鹽，請寫出FeO與NaNO3在加熱條件下發生的反應________________________。

（2）電化學處理：用電解法降解NO2其原理如下圖所示電源正極為_______（填A或B），陰極反應式為__________________________________ 。

Answer 1

【答案】－180kJ/mol該反應△H＜0，若△S＞0則反應一定自發；若△S＜0則反應在低溫下自發2FeO+NaNO3Fe2O3+NaNO2A2NO2－+6e－+4H2O=N2↑+8OH－

【解析】

Ⅰ．（1）.①.2NO（g）N2（g）+O2（g），反應熱等于反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和；②.如能自發進行，應滿足△H-T△S<0；

（2）. 對于2NO(g) N2(g)+O2(g)，1molNO在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應，10min后達到平衡，NO的物質的量為0.4mol，在第15min時，保持溫度不變，將容器的體積迅速增大至2L并保持恒容，因反應前后氣體物質的量不變，則平衡不移動，第30min時，保持溫度和體積不變，向容器中再通入0.2molNO，NO的物質的量濃度增大，平衡正向移動，但達到平衡時，各物質的百分含量不變，則第50min時達到平衡，NO的物質的量應變為0.48mol；

Ⅱ．（1）.FeO與NaNO3在加熱條件下發生反應生成氧化鐵和亞硝酸鈉；（2）.據圖可知，用電解法降解NO2－時，NO2－在陰極被還原生成氮氣，則A為正極，B為負極。

Ⅰ.(1).①.2NO(g) N2(g)+O2(g)，反應熱等于反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和，△H=(2×632kJ/mol)(946kJ/mol+498kJ/mol)=180kJ/mol，故答案為：180kJ/mol；

②.如能自發進行，應滿足△HT△S<0，該反應的△H<0，所以若△S>0則反應一定自發，若△S<0則反應在低溫下自發，故答案為：該反應△H<0，若△S>0則反應一定自發；若△S<0則反應在低溫下自發；

(2).1molNO在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應，10min后達到平衡，NO的物質的量為0.4mol，在第15min時，保持溫度不變，將容器的體積迅速增大至2L并保持恒容，因反應前后氣體物質的量不變，則平衡不移動，第30min時，保持溫度和體積不變，向容器中再通入0.2molNO，NO物質的量濃度增大，平衡正向移動，但達到平衡時，各物質的百分含量不變，第50min時達到平衡，NO的物質的量應變為0.48mol，則圖象為，故答案為：；

Ⅱ.(1).FeO與NaNO3在加熱條件下發生反應生成氧化鐵和亞硝酸鈉，根據得失電子守恒和原子守恒配平后的化學方程式為2FeO+NaNO3Fe2O3+NaNO2，故答案為：2FeO+NaNO3Fe2O3+NaNO2；

(2).用電解法降解NO2－其原理如圖所示，NO2－在陰極被還原生成氮氣，則A為正極，B為負極，陰極反應式為2NO2+6e+4H2O=N2↑+8OH，故答案為：A；2NO2－+6e－+4H2O=N2↑+8OH－。