Question

2．氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在．
（1）處理生活污水中的NH₄⁺，過(guò)程如圖1：

①根據(jù)較新的研究表明，將只含NO₂^-的污水與含NH₄⁺的污水按比例混合，直接轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體，該氣體為N₂．
②空氣將NH₄⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镹O₃^-或NO₂^-，溶液pH減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
③完全處理含1mol NH₄⁺污水，則n（O₂）與n（CH₃OH）關(guān)系式為4n（O₂）=3+6n（CH₃OH）[用n（O₂）與n（CH₃OH）表示]．
（2）用焦炭還原NO₂的反應(yīng)為：2NO₂（g）+2C（s ）?N₂（g）+2CO₂（g），在恒溫條件下，1mol NO₂和足量C發(fā)生該反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)NO₂和CO₂的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖2所示：
①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：K_c（A）=K_c（B） （填“＞”、“＜”或“﹦”）．
②A、B、C三點(diǎn)中NO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是A（填“A”或“B”或“C”）點(diǎn)．
③計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K_p（C）=2MPa（K_p是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）．

Answer 1

分析 （1）①NO₂^-的污水與含NH₄⁺的污水按比例混合，轉(zhuǎn)化的無(wú)毒氣體是氮?dú)猓?br />②根據(jù)空氣將NH₄⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镹O₃^-或NO₂^-的反應(yīng)為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，酸性增強(qiáng)；
③根據(jù)得失電子守恒計(jì)算；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度不變，k不變；
②該反應(yīng)是個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)逆向移動(dòng)；
③C點(diǎn)時(shí)NO₂和CO₂濃度相等，三段式計(jì)算C點(diǎn)各物質(zhì)的物質(zhì)的量，再根據(jù)分壓計(jì)算K_p（C）．

解答 解：（1）①NO₂^-的污水與含NH₄⁺的污水按比例混合，轉(zhuǎn)化的無(wú)毒氣體是氮?dú)猓?br />故答案為：N₂；   
②空氣將NH₄⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镹O₃^-或NO₂^-的反應(yīng)為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，酸性增強(qiáng)，PH減小；
故答案為：減�。�
 ③全處理含1mol NH₄⁺污水，整個(gè)過(guò)程銨根離子、甲醇是還原劑，只有氧氣是氧化劑，氧氣得到的電子為4n（O₂）mol，1molNH₄⁺失電子為3mol，甲醇失電子為6n（CH₃OH），根據(jù)得失電子守恒則：4n（O₂）=3+6n（CH₃OH）；
故答案為：4 n（O₂）=3+6n（CH₃OH）；
（2）①A、B兩點(diǎn)溫度相等，所以化學(xué)平衡常數(shù)相等；
故答案為：=；
  ②由方程式可知反應(yīng)氣體體積減小，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，NO₂的轉(zhuǎn)化率降低，A、B、CA點(diǎn)壓強(qiáng)最小，所以轉(zhuǎn)化率最高；
故答案為：A； 
 ③設(shè)生成二氧化碳2x mol，列三段式：
                      2NO₂（g）+2C（s ）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始物質(zhì)的量：1                                  0             0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量：2x                                x             2x
平衡物質(zhì)的量：1-2x                             x             2x
C點(diǎn)時(shí)NO₂和CO₂濃度相等，則1-2x=2x，解得：x=0.25，因，C點(diǎn)時(shí)NO₂和CO₂濃度相等，則NO₂和CO₂的分壓也相等，即K_p（NO₂）=K_p（CO₂），K_p（C）=$\frac{K{p}^{2}（C{O}_{2}）•Kp（{N}_{2}）}{K{p}^{2}（N{O}_{2}）}$=K_p（N₂）=10MPa×$\frac{0.25}{0.5+0.25+0.5}$=2MPa；
故答案為：2 MPa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡的相關(guān)原理和計(jì)算，要求學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)，綜合性強(qiáng)，題目難度大，讀懂信息是關(guān)鍵．