Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理及利用的方法具有重要意義。

（1）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中的SO2，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO2外，還能得到一種復(fù)合肥料，該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為______________________(寫出一種即可)。

（2）25℃ 101KPa，將1molCH4與一定量的O2混合后，充入一密閉絕熱容器內(nèi)，在連續(xù)電火花的作用下反應(yīng)，恢復(fù)至原狀況放出QkJ熱量，容器內(nèi)無無CH4和O2剩余且無固體物質(zhì)生成，裝置內(nèi)氣體全部通入足量的堿石灰后，剩余bmol氣體。則：

①反應(yīng)開始時(shí)CH4與O2的物質(zhì)的量之比為___________________________。

②若已知 C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol

CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol

則表示CH4燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________。

（3）工業(yè)上常用Na2CO3溶液吸收法處理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物為例)。

已知：NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng),

NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2,2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2

① 用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每產(chǎn)生22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2(全部逸出)時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44 g，則混合氣體中NO和NO2的體積比為____________。

② 用Na2CO3溶液吸收法處理氮的氧化物存在的缺點(diǎn)是___________________。

（4）氮的固定是幾百年來科學(xué)家一直研究的課題

①20世紀(jì)末，科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實(shí)現(xiàn)高溫常壓下的電化學(xué)合成氨，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，其實(shí)驗(yàn)簡圖如圖所示，正極的電極反應(yīng)式是___________________________________。

②近年，又有科學(xué)家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路，反應(yīng)原理為：2N2（g）+6H2O（l）≒4NH3（g）+3O2（g），則其反應(yīng)熱△H=________________。

（已知：N2（g）+3H2（g）≒2NH3（g）△H=﹣92.4kJ．mol﹣1，2H2（g）+O2（g）≒2H2O（l） △H=﹣571.6kJ．mol﹣1 ）

Answer 1

【答案】 (NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4 1∶7 對(duì)于含NO較多混合氣體無法完全吸收，因?yàn)镹O不能與Na2CO3溶液反應(yīng) N2+6e﹣+6H+=2NH3 +1530 kJmol﹣1

【解析】（1）由題意可知，用氨水吸收煙氣中的SO2后可以得到亞硫酸銨或亞硫酸氫銨溶液，再與磷酸反應(yīng)，可以生成(NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4，故該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為(NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4。

（2）25℃ 101KPa，將1molCH4與一定量的O2混合后，充入一密閉絕熱容器內(nèi)，在連續(xù)電火花的作用下反應(yīng)，恢復(fù)至原狀況放出QkJ熱量，容器內(nèi)無CH4和O2剩余且無固體物質(zhì)生成，裝置內(nèi)氣體全部通入足量的堿石灰后，剩余bmol氣體，則剩余的氣體一定是CO。

①1molCH4完全燃燒需要2mol O2，當(dāng)其中b molCH4不完全燃燒生成bmol CO時(shí)，實(shí)際消耗(2-)mol O2，所以，反應(yīng)開始時(shí)CH4與O2的物質(zhì)的量之比為。

②已知① C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol；②CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol。根據(jù)蓋斯定律，由①-②可得，2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ，所以，bmol CO完全燃燒可以放出的熱量，則CH4燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 。

（3）① 由NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2可知，1mol NO和1mol NO2被Na2CO3溶液完全吸收后溶液質(zhì)量增加32g，同時(shí)產(chǎn)生1mol CO2；由2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2可知， 2mol NO2被Na2CO3溶液完全吸收后溶液質(zhì)量增加48g，同時(shí)產(chǎn)生1mol CO2。用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每產(chǎn)生22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2(全部逸出)時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44 g，則有n(NO)+n(NO2)=2mol（N的物質(zhì)的量是C的2倍），32g/moln(NO)+48 g/mol [n(NO2)- n(NO)]=44g，則混合氣體中n(NO) =0.25mol、n(NO2)=1.75mol，所以，NO和NO2的體積比為1:7。

② 由于NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng)，所以，用Na2CO3溶液吸收法處理氮的氧化物存在的缺點(diǎn)是：對(duì)于含NO較多混合氣體無法完全吸收，因?yàn)?/span>NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng)。

（4）①由原電池原理可知，氫氣在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫離子，氮?dú)庠谡龢O上發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式是N2+6e﹣+6H+=2NH3。

②已知：①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1，②2H2（g）+O2（g）2H2O（l） △H=﹣571.6kJmol﹣1 。由①②可得2N2（g）+6H2O（l）4NH3（g）+3O2（g），則其反應(yīng)熱△H=(﹣92.4kJ)=+1530 kJmol﹣1。