【分析】(1)①2NO2(g)+H2O(l)═HNO3(aq)+HNO2(aq)△H=﹣116.1 kJ•mol﹣1
②3HNO2(aq)═HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)△H=75.9k J•mol﹣1
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸,说明电解时阳极上亚硝酸根离子失电子生成硝酸根离子;
(3)根据反应物、生成物书写反应方程式,该反应中反应物是HNO2与(NH2)2CO,生成物是N2和CO2,同时生成水;
(4)①NH3与NO2生成N2的反应中,反应方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O,该反应中生成7 mol N2时,转移的物质的量为8mol×3=24mol,据此计算生成1mol氮气转移电子物质的量;
②在一定温度范围内催化剂活性较大,超过其温度范围,催化剂活性降低;
在温度、催化剂条件下,氨气能被催化氧化生成NO。
【解答】解:(1)①2NO2(g)+H2O(l)═HNO3(aq)+HNO2(aq)△H=﹣116.1 kJ•mol﹣1
②3HNO2(aq)═HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)△H=+75.9k J•mol﹣1
故答案为:﹣136.2;
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸,说明电解时阳极上亚硝酸根离子失电子生成硝酸根离子,其电极反应式为HNO2﹣2e﹣+H2O=3H++NO3﹣,
故答案为:HNO2﹣2e﹣+H2O=3H++NO3﹣;
(3)该反应中反应物是HNO2与(NH2)2CO,生成物是N2和CO2,同时生成水,反应方程式为2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O,
故答案为:2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O;
②在一定温度范围内催化剂活性较大,超过其温度范围,催化剂活性降低,根据图知,
迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大,与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升阶段缓慢主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大但是催化剂活性下降;
在温度、催化剂条件下,氨气能被催化氧化生成NO,当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是氨气在该条件下与氧气反应生成NO,
故答案为:迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大,与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升阶段缓慢主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大但是催化剂活性下降;
氨气在该条件下与氧气反应生成NO。
【点评】本题考查化学反应原理,涉及盖斯定律、氧化还原反应计算、外界条件对化学反应速率影响因素等知识点,侧重考查学生图象分析判断及计算能力,注意(4)①中生成的氮气不是一半氮原子来自于氨气、一半来自于二氧化氮,为易错点。
【化学--选修3:物质结构与性质】
21.(12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42﹣和NO3﹣,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)SO42﹣中心原子轨道的杂化类型为sp3;NO3﹣的空间构型为平面(正)三角形(用文字描述)。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为NO2﹣(填化学式)。
(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=1:2。
(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
【考点】53:物质结构中的化学键数目计算;98:判断简单分子或离子的构型
【分析】(1)根据VSEPR理论和杂化轨道理论分析SO42﹣的中心S原子杂化类型和NO3﹣的空间构型;
(2)Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,Fe2+为Fe失去4s2电子所得;
(3)等电子体是指原子总数相同,价电子总数相同的粒子;
(4)N2分子中N与N之间形成氮氮三键,其中有一根为σ键,两根为π键;
(5)NO以N原子与Fe2+形成配位键,H2O以O原子与Fe2+形成配位键。
故答案为:sp3;平面(正)三角形;
(2)Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,Fe2+为Fe失去4s2电子所得,所以Fe2+基态核外电子排布式为:[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6,
故答案为:[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6;
(3)等电子体是指原子总数相同,价电子总数相同的粒子,与O3分子互为等电子体的一种阴离子,可考虑将其中一个O替换为N﹣,则等电子体为NO2﹣,
故答案为:NO2﹣;
(4)N2分子中N与N之间形成氮氮三键,其中有一根为σ键,两根为π键,所以N2分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=1:2,