Question

【题目】氮氧化物（NO2）是一种主要的大气污染物，必须进行处理。

（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO，其反应过程中的能量变化如下：

反应	N2(g)→2N(g)	O2(g)→2O(g)	N(g)＋O(g)→NO(g)
反应热	△H1	△H2	△H3
热量值kJ/mol	945	498	630

①△H1___0，△H3____0。（填“>”或“<”）

②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=____kJ·mol-1。

（2）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4（g）+4NO2（g）==4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ·mol-l

CH4（g）+4NO（g）==2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）AH=-1160 kJ·mol-l

H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ·mol-l

CH4与NO2反应生成N2和H2O(l)的热化学方程式为_______。

（3）潜艇中使用的液氮-液氧燃料电池工作原理如图所示：

①电极a名称是______。

②电解质溶液中OH-离子向_____移动（填“电极a”或“电极b”）。

③电极b的电极反应式为_____。

（4）可通过NH3与NaClO反应来制得火箭燃料肼（N2H4）。该反应的化学反应方程式是_____。

Answer 1

【答案】＞ ＜ +183 CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2 （g）+2H2O (l) △H=-955kJ·mol-l 负极 电极a O2 +2H2O +4e-=4OH- 2NH3 +NaClO=N2H4+NaCl+H2O

【解析】

（1）①断键需要吸收能量，即△H1>0，形成化学键，释放能量，即△H3<0；

②△H=△H1＋△H2－2△H3=(945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1)=＋183kJ·mol－1；

（2）CH4和NO2发生反应CH4＋2NO2=N2＋2H2O(l)＋CO2，①CH4（g）+4NO2（g）==4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g），②CH4（g）+4NO（g）==2N（g）+CO2（g）+2H2O（g），③H2O（l）=H2O（g），根据盖斯定律，得出△H=－955kJ·mol－1，即热化学反应方程式为CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2 （g）+2H2O (l) △H=-955kJ·mol-l；

（3）①根据装置图，电极a上NH3→N2，N的化合价升高，即电极a为负极；

②根据原电池工作原理，OH－向负极移动，即OH－移向电极a；

③电极b的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

（4）NH3作还原剂，NaClO作氧化剂，NaClO将NH3氧化成N2H4，本身被还原成NaCl，其反应方程式为2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O。