Question

【題目】工業(yè)上，在催化劑條件下，用NH3作為還原劑將煙氣中的NOx還原成無害的氫氣和水，反應方程式可表示為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)

(1)一定條件下，在容積為2L的容器內(nèi)進行該反應，20min時達到平衡，生成N2 0.4mol，則平均反應速率v(NO)=___________________。可從混合氣體的顏色變化判斷上述反應是否達到平衡，其理由是_______________________________________________。

(2)工業(yè)上也用氨水吸收SO2尾氣，最終得到(NH4)2SO4，(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)與c(SO42-)之比____2:1(選填“>”、“<”、“=”)，用離子方程式解釋其原因______________________。

(3)與Cl2相比較，ClO2處理水時被還原成Cl-，不生成有機氯代物等有害物質。工業(yè)上可用亞鋁酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO2，反應如下：NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+_____(沒有配平)

(4)補全方程式并配平，標出電子轉移方向和數(shù)目_________________________ 。

(5)該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比是___________。若生成0.2molClO2，轉移電子數(shù)為_____個。

Answer 1

【答案】0.005 mol/(Lmin) 該反應只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，當混合氣體顏色深淺不變時，說明NO2濃度不變，即反應達到平衡 < NH4+水解，使NH4+濃度減少，NH4++H2ONH3H2O+H+ 1:4 0.2NA

【解析】

（1）依據(jù)化學反應速率的公式先求出N2的化學反應速率，再依據(jù)化學方程式的計量數(shù)之比等于對應物質的化學反應速率之比得出結論；只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，根據(jù)顏色變化判斷平衡狀態(tài)；

（2）銨根離子在水溶液中會發(fā)生水解；

（3）依據(jù)元素守恒填寫該方程所缺化學式；根據(jù)依據(jù)氧化還原規(guī)律配平該化學方程式并利用雙線橋法標出電子轉移的方向與數(shù)目；

（5）根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律作答。

（1）在容積為2L的容器內(nèi)進行該反應，20min時達到平衡，生成N2 0.4mol，則==0.01 mol/(Lmin)，根據(jù)方程式2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)可知，=0.005 mol/(Lmin)；該反應只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，當混合氣體顏色深淺不變時，說明NO2濃度不變，即反應達到平衡，

故答案為：0.005 mol/(Lmin)；該反應只有NO2為紅棕色，其他氣體都無色，當混合氣體顏色深淺不變時，說明NO2濃度不變，即反應達到平衡；

（2）(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)與c(SO42-)之比<2:1，因為NH4+水解，使NH4+濃度減少，NH4++H2ONH3H2O+H+，

故答案為：<；因為NH4+水解，使NH4+濃度減少，NH4++H2ONH3H2O+H+；

（3）該方程遵循元素守恒，可以看出氫元素以水形式生成，所以所缺化學式為H2O，

故答案為：H2O；

（4）NaClO2→ClO2，+3價的氯元素化合價升高到+4價，NaClO2→NaCl，+3價的氯元素的化合價降低到-1價，根據(jù)電子守恒，得到方程式為5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O，電子轉移如下：，

故答案為：；

（5）5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O反應中，4NaClO2→4ClO2，+3價的氯元素化合價升高到+4價，所以NaClO2是還原劑；1NaClO2→1NaCl，+3價的氯元素的化合價降低到-1價，所以部分NaClO2作氧化劑；所以該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：4，生成0.2 mol ClO2轉移電子的物質的量為0.2NA，
故答案為：0.2NA；