Question

14．NH₃可用于制造硝酸、純堿等，還可用于煙氣脫硝．（1）NH₃催化氧化可制備硝酸．
①NH₃氧化時發(fā)生如下反應：
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1
4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1269.02kJ•mol^-1
則4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃=-1811.63kJ•mol^-1．
②NO被O₂氧化為NO₂．其他條件不變時，NO的轉化率[α（NO）]與溫度、壓強的關系如圖1所示．則p₁＞p₂（填“＞”“＜”或“=”）；

平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{c（NO{\;}_{2}）{\;}^{2}}{c（NO）{\;}^{2}c（O{\;}_{2}）}$；
溫度高于800℃時，α（NO）幾乎為0的原因是NO₂幾乎完全分解．
（2）利用反應NO₂+NH₃→N₂+H₂O（未配平）消除NO₂的簡易裝置如圖所示．電極b的電極反應式為2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；消耗標準狀況下4.48L NH₃時，被消除的NO₂的物質的量為0.15mol．
（3）合成氨的原料氣需脫硫處理（如圖2）．一種脫硫方法是：先用Na₂CO₃溶液吸收H₂S生成NaHS；NaHS再與NaVO₃反應生成S、Na₂V₄O₉和物質X．NaHS與NaVO₃反應的化學方程式為2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

Answer 1

分析 （1）①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1；②4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1；目標反應的反應熱為：$\frac{②×5-①×3}{2}$；
②溫度相同時p₁的一氧化氮的氮率大，所以增大壓強平衡正向移動；平衡常數(shù)的表達式應為生成物濃度的冪次方之積比上反應物濃度的冪次方之積；α（NO）幾乎為0的原因是無二氧化氮，NO₂幾乎完全分解；
（2）電極b的電極發(fā)生還原反應，二氧化氮轉化生成氮氣，電極反應式為2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；標準狀況下4.48L NH₃的物質的量為：0.2mol，根據(jù)4NH₃～3NO₂進行計算；
（3）NaHS再與NaVO₃反應生淺黃色沉淀是硫單質和Na₂V₄O₉，根據(jù)得失電子守恒，得化學方程式為：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

解答 解：（1）①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28kJ•mol^-1；②4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1 269.02kJ•mol^-1；目標反應的反應熱為：$\frac{②×5-①×3}{2}$=1811.63 kJ•mol^-1，故答案為：=-1811.63 kJ•mol^-1；
②溫度相同時p₁的一氧化氮的氮率大，所以增大壓強平衡正向移動，所以p₁＞p₂；NO被O₂氧化為NO₂，方程式為：2NO+O₂?2NO₂，則平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{c（NO{\;}_{2}）{\;}^{2}}{c（NO）{\;}^{2}c（O{\;}_{2}）}$；α（NO）幾乎為0的原因是無二氧化氮，NO₂幾乎完全分解；故答案為：＞；$\frac{c（NO{\;}_{2}）{\;}^{2}}{c（NO）{\;}^{2}c（O{\;}_{2}）}$；NO₂幾乎完全分解；
（2）電極b的電極發(fā)生還原反應，二氧化氮轉化生成氮氣，電極反應式為2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；標準狀況下4.48L NH₃的物質的量為：0.2mol，根據(jù)4NH₃～3NO₂，所以被消除的NO₂的物質的量為$\frac{3}{4}$=0.15mol，故答案為：2NO₂+8e^-+4H₂O═8OH^-+N₂；0.15；
（3）NaHS再與NaVO₃反應生淺黃色沉淀是硫單質和Na₂V₄O₉，根據(jù)得失電子守恒，得化學方程式為：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH，
故答案為：2NaHS+4NaVO₃+H₂O═Na₂V₄O₉+2S↓+4NaOH．

點評 本題較為綜合，涉及考查蓋斯定律的應用、依據(jù)圖象分析平衡移動的原因、及電極反應式書寫，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，易錯題為（2）題，會根據(jù)化合價的變化確定NO₂的電極，然后書寫電極反應式．