Question

【題目】消除含氮化合物對大氣和水體的污染是環(huán)境保護的重要研究課題。

（1）已知：反應(yīng)Ⅰ N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝a kJ·mol－1

反應(yīng)Ⅱ 2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g) ΔH＝b kJ·mol－1

反應(yīng)Ⅲ 4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) ΔH＝c kJ·mol－1

①寫出NO2和NH3反應(yīng)生成N2和液態(tài)水的熱化學反應(yīng)方程式______。

②反應(yīng)Ⅰ中各物質(zhì)所含化學鍵鍵能總和數(shù)據(jù)如下表，a＝______。

物質(zhì)	N2	O2	NO
每摩爾物質(zhì)所含鍵能總和/kJ·mol－1	946	498	630

（2）用次氯酸鈉除去氨氮的原理如圖所示。該圖示的總反應(yīng)化學方程式為______。

（3）某微生物膜技術(shù)能利用電解原理將弱堿性水中的NO還原為N2，工作原理如圖所示。

①寫出陰極的電極反應(yīng)式：______。

②理論上，若除去0.04 mol NO，陽極生成氣體的體積為______。(標準狀況)

Answer 1

【答案】6NO2(g)＋8NH3(g)＝7N2(g)＋12H2O(l) ΔH＝(2c－7a－3b) kJ·mol－1 ＋184 2NH3＋3NaClO＝N2＋3NaCl＋3H2O 2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－ 1.12 L

【解析】

（1）①根據(jù)已知熱化學方程式，并結(jié)合蓋斯定律進行計算；

②根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和；

（2）根據(jù)圖示，由始態(tài)和終態(tài)判斷反應(yīng)物中NH3被氧化為N2，NaClO被還原為NaCl，生成1molN2轉(zhuǎn)移6mol電子，根據(jù)得失電子守恒知需要3molNaClO，再結(jié)合元素守恒配平總反應(yīng)的化學方程式；

（3）①該裝置為電解池，電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，已知利用該裝置可將弱堿性水中的NO還原為N2，N元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，則NO為陰極反應(yīng)物，N2為生成物；

②根據(jù)陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等進行計算。

（1）①根據(jù)已知熱化學方程式，結(jié)合蓋斯定律，可知 反應(yīng)Ⅲ×2-反應(yīng)Ⅱ×3-反應(yīng)Ⅰ×7得到NO2和NH3反應(yīng)生成N2和液態(tài)水的熱化學方程式為：6NO2(g)＋8NH3(g)＝7N2(g)＋12H2O(l) ΔH＝(2c－7a－3b) kJ·mol-1；

故答案為：6NO2(g)＋8NH3(g)＝7N2(g)＋12H2O(l) ΔH＝(2c－7a－3b) kJ·mol-1；

②根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和，可知反應(yīng)I的ΔH＝（946+498-2×630）kJ·mol－1=+184 kJ·mol－1，則a=+184；

故答案為：+184；

（2）根據(jù)圖示，由始態(tài)和終態(tài)判斷反應(yīng)物中NH3被氧化為N2，NaClO被還原為NaCl，生成1molN2轉(zhuǎn)移6mol電子，根據(jù)得失電子守恒知需要3molNaClO，再結(jié)合元素守恒配平總反應(yīng)的化學方程式為：2NH3＋3NaClO＝N2＋3NaCl＋3H2O；

故答案為：2NH3＋3NaClO＝N2＋3NaCl＋3H2O；

（3）①該裝置為電解池，電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，已知利用該裝置可將弱堿性水中的NO還原為N2，N元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，則NO為陰極反應(yīng)物，N2為生成物，電極反應(yīng)式為：2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－；

故答案為：2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－；

②已知陰極反應(yīng)式2NO＋10 e＋6H2O＝N2↑＋12OH－，則理論上，若除去0.04 mol NO，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，陽極上生成氧氣，生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成氧氣0.05mol，V=0.05mol×22.4L/mol=1.12 L；

故答案為：1.12 L。