Question

【題目】某些氮的化合物是引起大氣污染、水體污染和土壤污染原因之一。

I.汽車和工業(yè)廢氣中的氮氧化物是城市空氣污染的主要來源。氮氧化物處理通常有下列途徑：

（1）在汽車排氣管內(nèi)安裝催化轉(zhuǎn)化器，其反應為2NO(g) +2CO(g)= 2CO2(g) +N2(g)。

①該反應能夠正向自發(fā)進行，則正反應的ΔH_________0（填“＞”或“＜”）。

②根據(jù)傳感器記錄某溫度下，NO、CO的反應進程，測量所得數(shù)據(jù)繪制出圖1。前1s內(nèi)平均反應速率v(N2)=__________mol/(L·s)；第2s時的X值范圍_________________________。

（2）煙氣中的氮氧化物（NOx）可與甲烷在一定條件下反應轉(zhuǎn)化為無害成分，從而消除污染。已知

反應	反應熱（△H/kJ·mol-1）	平衡常數(shù)（K）
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）	a	K1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）	b	K2

則CH4脫硝的熱化學方程式為CH4(g) + 4NO (g)CO2(g) + 2N2(g) + 2H2O (l)ΔH=_________kJ/mol（用a、b表示）；平衡常數(shù)K3=_________（用K1、K2表示）。

II.氰化鈉是一種重要的基本化工原料。“天津港”爆炸中，氰化鈉產(chǎn)生泄漏，為了避免給土壤和水體帶來污染，消防員通過噴灑雙氧水來處理泄漏的氰化鈉。

（3）已知：NaCN + H2O2+ H2O=NaHCO3+ NH3↑，用H2O2處理1mol NaCN時，反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_________mol（NaCN中C為+2價）。

（4）某興趣小組檢測處理后的氰化鈉廢水是否達標。

已知：①廢水中氰化鈉的最高排放標準為0.50 mg/L。

②Ag++2CN－= [Ag(CN)2]－，Ag++I－= AgI↓，AgI呈黃色，且CN－優(yōu)先與Ag+反應。

③實驗如下：取30.00mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中，并滴加幾滴KI溶液作指示劑，用1.000×10－4mol/L的AgNO3標準溶液滴定，消耗AgNO3溶液的體積為1.50 mL。

④滴定終點的判斷方法是_________。

⑤經(jīng)計算處理后的廢水中NaCN的濃度為_________mg/L(保留兩位小數(shù))，處理后的廢水是否達到排放標準：________（填“是”或“否”）

III.工業(yè)廢水中，含有NaNO2。NaNO2固體外觀酷似食鹽，誤食會中毒。可用電解法將廢水中少量的轉(zhuǎn)化為N2以降低其危害。寫出在酸性條件下轉(zhuǎn)化為氮氣的電極反應式為_____________。

Answer 1

【答案】＜ 2.7×10﹣4 25.2＜X＜30.6 a﹣2b 2 滴入最后一滴溶液，出現(xiàn)黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)不消失 0.49 能 【答題空10】2NO2-+8H++6e-=N2+4H2O

【解析】

(1)①反應2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)能夠自發(fā)進行，反應△S＜0，若滿足△H-T△S＜0，必須△H＜0，故答案為：＜；

②一氧化氮的反應速率為v(CO)===5.4×10-3mol/(L·s)，同一化學反應同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應速率之比等于計量數(shù)之比，所以v(N2)=v(CO)=2.7×10-4mol/(L·s)；因為隨著反應進行反應速率越來越小，所以第2S消耗的CO小于第1S的36-30.6=5.4，則第2s時的30.6＞x＞30.6-5.4=25.2，故答案為：2.7×10-4；25.2＜X＜30.6；

(2)①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) K1=，△H=akJmol-1；②N2(g)+O2(g)═2NO(g) K2=，△H=bkJmol-1；依據(jù)蓋斯定律計算，①-②×2得到CH4脫硝的熱化學方程式為CH4(g)+4NO(g)═CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l)△H=(a-2b)kJmol-1；K3==，故答案為：a-2b；；

(3)NaCN與雙氧水反應為：NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑，反應中C元素化合價升高，被氧化，O元素化合價降低，被還原，處理1molNaCN，C元素化合價由+2價升高為+4價，則轉(zhuǎn)移2mol電子；故答案為：2；

Ⅱ．④Ag+與CN-反應生成[Ag(CN)2]-，當CN-反應結(jié)束時，滴入最后一滴硝酸銀溶液，Ag+與I-生成AgI黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)不消失，說明反應到達滴定終點，故答案為：滴入最后一滴溶液，出現(xiàn)黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)不消失；

⑤消耗AgNO3的物質(zhì)的量為1.5×10-3L×0.0001mol/L=1.50×10-7mol，根據(jù)方程式Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.50×10-7mol×2×49g/mol=1.47×10-5g，廢水中氰化鈉的含量為=0.49mg/L＜0.50mg/L，處理后的廢水達到達到排放標準，能排放，故答案為：0.49；能；

III.電解時，得電子的微粒在陰極上發(fā)生還原反應，電解亞硝酸根離子溶液時，陰極上亞硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應生成氮氣和水，電極反應式為2NO2-+8H++6e-=N2↑+4H2O，故答案為：2NO2-+8H++6e-=N2+4H2O。