Question

(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH 4 + 和NH 3 ·H 2 O的形式存在。在微生物作用下，NH 4 + 经过两步

(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH 4 + 和NH 3 ·H 2 O的形式存在。在微生物作用下，NH 4 + 经过两步反应被氧化成NO 3 - ，两步反应的能量变化示意图如下: （1）1 mo1NH 4 + (aq)全部氧化成NO 3 - (aq)的热化学方程式是 _ 。（2）在一定条件下，向废水中加入CH 3 OH，将HNO 3 还原成 N 2 ，若该反应消耗32gCH 3 OH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CO 2 和N 2 ，化学方程式如下:2NO十2CO 2CO 2 + N 2 △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;

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Answer 1

（I）（1）NH 4 ＋ (aq)＋2O 2 (g)=2H ＋ (aq)＋NO 3 － (aq)＋H 2 O(l)          △H=－346kJ·mol －1 （2）5：6 （Ⅱ）（1）< （2）5000 （3）见图

试题分析：（I）（1）NH 4 ＋ (aq)＋2O 2 (g)=2H ＋ (aq)＋NO 3 － (aq)＋H 2 O(l)  1 mo1NH 4 + (aq)全部氧化成NO 3 - (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）32gCH 3 OH的物质的量为1mol，转移电子6mol表示氧化剂HNO 3 得到6mol电子，由于HNO 3 中N元素有＋5价将为N 2 中的0价因此需要1．2molHNO 3 参与反应。因此参加反应的还原剂CH 3 OH和氧化剂HNO 3 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       2CO 2     +     N 2 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。