Question

17．氮氧化合物是大氣污染的重要因素．
（1）汽車排放的尾氣中含NO，生成NO的反應的化學方程式為N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電或高溫\;}}{\;}$2NO．
（2）采取還原法，用炭粉可將氮氧化物還原．
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則反應 C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-574.1kJ•mol^-1．
（3）將NO₂變成無害的N₂要找到適合的物質G與適當的反應條件，G應為還原劑（填寫“氧化劑”或“還原劑”）．下式中X必須為無污染的物質，系數n可以為0．
NO₂+G$\stackrel{催化劑}{→}$N₂+H₂O+nX（未配平的反應式）．
下列化合物中，滿足上述反應式中的G是ad（填寫字母）．
a．NH₃         b．CO₂         c．SO₂         d．CH₃CH₂OH
（4）治理水中硝酸鹽污染的方法是：
①催化反硝化法中，用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強．則反應的離子方程式為：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O．
②在酸性條件下，電化學降解NO₃^-的原理如圖，電源正極為：A（選填“A”或“B”），陰極反應式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）氮氣和氧氣在閃電的條件下轉化為一氧化氮；
（2）根據蓋斯定律來計算化學反應的焓變；
（3）根據氧化還原反應中氧化劑和還原劑的特點結合常見的氧化劑和還原劑來回答；
（4）①根據信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強，即生成氫氧根離子，據此書寫方程式；
②在電解池的陰極上發生得電子的還原反應，據此書寫電極反應．

解答 解：（1）氮氣和氧氣在閃電的條件下轉化為一氧化氮，反應為：N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電或高溫\;}}{\;}$2NO，故答案為：N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電或高溫\;}}{\;}$2NO；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ•mol^-1
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則反應 C（s）+2NO（g）═CO₂（g）+N₂（g）可以是②-①得到，所以該反應的△H=-393.5kJ•mol^-1-180.6kJ•mol^-1=-574.1kJ•mol^-1，
C（s）+2NO（g）═CO₂（g）+N₂（g）△H=-574.1kJ•mol^-1，
故答案為：-574.1；
（3）將NO₂變成無害的N₂中，氮元素的化合價降低了，二氧化氮做氧化劑，需要加入還原劑，在下列四種物質：a．NH₃ b．CO₂ c．SO₂ d．CH₃CH₂OH中，能被二氧化氮氧化具有還原性的物質有乙醇和NH₃，故答案為：還原劑；ad；
（4）①根據信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強，即生成氫氧根離子，發生的反應為：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O，
故答案為：2NO₃^-+5H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2OH^-+4H₂O；
②根據裝置圖示可以看出，右端電極上發生得電子的還原反應，即為陰極，反應式為：2NO₃^-+12 H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O，所以B是負極，A是正極，
故答案為：A；2NO₃^-+12 H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

點評 本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意氧化還原反應與電化學的聯系，題目難度不大．