问题 填空题

(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-,两步反应的能量变化示意图如下:

(1)1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是   _                    

(2)在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成 N2,若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_          

(B)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术

将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H

某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):

(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H  0(填写“>”、“<”、“=”)

(2)在该温度下,反应的平衡常数K=              (只写出计算结果);

(3)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,

部分实验条件如下表:

该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号;

答案

(I)(1)NH4(aq)+2O2(g)=2H(aq)+NO3(aq)+H2O(l)         

△H=-346kJ·mol-1

(2)5:6

(Ⅱ)(1)<

(2)5000

(3)见图

题目分析:(I)(1)NH4(aq)+2O2(g)=2H(aq)+NO3(aq)+H2O(l) 

1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式中△H为第一步反应和第二部反应之和即为:-346kJ·mol-1;(2)32gCH3OH的物质的量为1mol,转移电子6mol表示氧化剂HNO3得到6mol电子,由于HNO3中N元素有+5价将为N2中的0价因此需要1.2molHNO3参与反应。因此参加反应的还原剂CH3OH和氧化剂HNO3的物质的量之比是5:6。

(Ⅱ)(1)此反应为气体体积缩小的反应△S<0,由于反应能够自发进行因此△G=△H-T△S<0,因此

△H<0

(2)   2NO    +   2CO      2CO2    +     N2

始:10.0×10-4     3.6×10-3        0            0

变:9.00×10-4    9.00×10-4      9.00×10-4    4.50×10-4

终:1.00×10-4    2.7×10-3       9.00×10-4    4.50×10-4

由公式计算可得K=5000

(3)Ⅱ对比I增加了催化剂的比表面积,催化剂只会缩短达到平衡的时间并不影响平衡的移动;Ⅲ对比Ⅱ提高了反应的温度,平衡向吸热方向移动,即向逆反应方向移动c(NO)提高。

单项选择题
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