Question

18．近年來發(fā)現(xiàn)許多生物體組織中存在的少量NO有擴張血管、免疫、增強記憶的功能，成為當前生命科學的研究熱點．請回答下列問題：
（1）NO在大氣層中可發(fā)生反應(yīng)：NO+O₂=NO₂+O，NO₂+O=NO+O₂，從反應(yīng)最終結(jié)果看，NO是一種E   （填序號）；
A．氧化劑   B．還原劑   C．還原產(chǎn)物     D．氧化產(chǎn)物   E．催化劑
（2）將NO轉(zhuǎn)化為無毒氣體，可選用NH₃在400℃左右并有催化劑存在下把NO還原為氮氣和水，寫出該反應(yīng)的化學方程式6 NO+4NH₃=5N₂+6H₂O；相同條件下能 （填“能”或“否”）用天然氣代替NH₃來處理硝酸尾氣 （NOx）？如果可能，請寫出發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：x CH₄+4NO_x═x CO₂+2N₂+2x H₂O；并指出是否具有實際意義及相應(yīng)理由：天然氣比NH₃易得，且價格便宜．用天然氣代替NH₃具有實際生產(chǎn)價值；
（3）在含Cu⁺的酶的活化中心中，亞硝酸根離子可轉(zhuǎn)化為NO，寫出Cu⁺與亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應(yīng)的離子方程式：NO₂^-+Cu⁺+2H⁺=NO↑+Cu²⁺+H₂O；
（4）把NO氣體壓縮到1.01×10⁷Pa，再加熱到一定溫度，發(fā)現(xiàn)氣體的壓力迅速下降，壓力降至略小于原壓力的$\frac{2}{3}$，然后壓力就不再改變，已知其中一種產(chǎn)物為N₂O，則上述變化的兩個化學方程式為：3NO=N₂O+NO₂ 2NO₂=N₂O₄所得混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M的取值范圍應(yīng)該是：45g/mol＜M＜60g/mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)催化劑的特點來回答判斷；
（2）根據(jù)NH₃在400℃左右并有催化劑存在下把NO還原為氮氣和水，來書寫方程式；根據(jù)已完成的反應(yīng)將氨氣用甲烷代替即可；
（3）亞銅離子具有還原性，能夠被亞硝酸根離子氧化，生成銅離子，亞硝酸根離子被還原為一氧化氮；
（4）在常溫下，把NO氣體壓縮到1.01×10⁷Pa，再加熱到50℃，發(fā)現(xiàn)氣體的壓強迅速下降，壓強降至略小于原壓強的$\frac{2}{3}$，然后壓強就不再改變．已知其中一種產(chǎn)物為N₂O，依據(jù)原子個數(shù)守恒可知該反應(yīng)為：3NO=N₂O十NO₂，因為存在2NO_2?N₂O₄，即生成的NO₂又雙聚成N₂O₄，導致氣體分子數(shù)減少，壓強降至略小于原壓強的$\frac{2}{3}$；
若只發(fā)生反應(yīng)：3NO=N₂O十NO₂，氣體的平均摩爾質(zhì)量最小，若二氧化氮完全轉(zhuǎn)化為四氧化二氮時，氣體的平均摩爾質(zhì)量最大，據(jù)此計算解答．

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)知道，在第一個反應(yīng)中消耗NO，第二個反應(yīng)中又生成等量的NO，所以NO是催化劑，故答案為：E；
（2）NH₃在400℃左右并有催化劑存在下把NO還原為氮氣和水，即6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O，用天然氣代替NH₃來處理硝酸尾氣（用NOx表示）的方程式為：xCH₄+4NOx=xCO₂+2N₂+2x H₂O，該反應(yīng)所具有實際意義是天然氣比NH₃易得且價格便宜，
故答案為：6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O；能；xCH₄+4NOx=xCO₂+2N₂+2xH₂O；天然氣比NH₃易得且價格便宜，用天然氣代替NH₃具有實際生產(chǎn)價值；
（3）亞銅離子與亞硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅離子和一氧化氮，化學方程式為：NO₂^-+Cu⁺+2H⁺=H₂O+Cu²⁺+2NO↑；
故答案為：NO₂^-+Cu⁺+2H⁺=H₂O+Cu²⁺+2NO↑；
（4）在常溫下，把NO氣體壓縮到1.01×10⁷Pa，再加熱到50℃，發(fā)現(xiàn)氣體的壓強迅速下降，壓強降至略小于原壓強的$\frac{2}{3}$，然后壓強就不再改變．已知其中一種產(chǎn)物為N₂O，依據(jù)原子個數(shù)守恒可知該反應(yīng)為：3NO=N₂O十NO₂，因為存在2NO_2?N₂O₄，即生成的NO₂又雙聚成N₂O₄，導致氣體分子數(shù)減少，壓強降至略小于原壓強的$\frac{2}{3}$，
若只發(fā)生反應(yīng)：3NO=N₂O十NO₂，氣體的平均摩爾質(zhì)量最小，此時M=$\frac{3×30g/mol}{2}$=45g/mol，
若二氧化氮完全轉(zhuǎn)化為四氧化二氮時，氣體的平均摩爾質(zhì)量最大，1molNO₂得到0.5molN₂O₄，
則此時M=$\frac{1mol×44g/mol+0.5mol×92g/mol}{1mol+0.5mol}$=60g/mol，
綜上分析，可知45g/mol＜M＜60g/mol，
故答案為：3NO=N₂O十NO₂、2NO₂?N₂O₄；45g/mol＜M＜60g/mol．

點評 本題綜合考查學生物質(zhì)的性質(zhì)以及應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)中的基本知識、化學方程式的書寫和配平、化學計算，屬于拼合型題目，涉及守恒法、極限法的運用等等知識，注意知識的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．