Question

【題目】某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3H2O的形式存在，該廢水的處理流程如下：

（1）過程Ⅰ：加NaOH溶液，調節pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收。

①用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：____________。

②用化學平衡原理解釋通空氣的目的：__________。

（2） 過程Ⅱ：在微生物作用的條件下，NH4+經過兩步反應被氧化成NO3-。兩步反應的能量變化示意圖如下：

①第一步反應是_________反應（選題“放熱”或“吸熱”），判斷依據是__________。

②1mol NH4+(aq)全部氧化成的熱化學方程式是______________。

（3） 過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應消耗轉移6mol電子，則參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比是__________。

Answer 1

【答案】 廢水中的NH3被空氣帶走，使D的平衡向正反應方向移動，利于除氨 放熱 H=-273kJ/mol<0（反應為的總能量大于生成物的總能量）

H=-346kJ/mol 5:6

【解析】

（1）①銨根能和強堿反應生成一水合氨；②減少生成物，可以使化學平衡向正反應方向移動；

（2）①當反應物的總能量大于生成物的總能量，反應是放熱的；

②結合圖象根據蓋斯定律來計算反應的焓變；

（3）根據得失電子守恒來解題。

（1）①銨鹽能和強堿反應，實質是：NH4++OH-═NH3H2O，故答案為：NH4++OH-═NH3H2O；

②氨水電離是可逆反應，將生成的氨氣帶走，即減少生成物，可以使化學平衡向正反應方向移動，即更多的生成氨氣，因而促進了氨水電離，故答案為：空氣可以將生成的氨氣帶走，使化學平衡向正反應方向移動，促進了氨水電離；

（2）①焓變小于0，則反應為放熱反應，故答案為：放熱；因為H=-273kJ/mol＜0（反應物的總能量大于生成物的總能量）；

②第一步的熱化學方程式為NH4+（aq）+1.5O2（g）═NO2-（aq）+2H+（aq）+H2O（l），H=-273kJ/mol，第二步的熱化學方程式為：NO2-（aq）+0.5O2（g）═NO3-（aq），H=-73kJ/mol，根據蓋斯定律則NH4+（aq）+2O2（g）═2H+（aq）+H2O（l）+NO3-（aq），H=-346 kJ/mol，故答案為：NH4+（aq）+2O2（g）═2H+（aq）+H2O（l）+NO3-（aq），H=-346 kJ/mol；

（3）32gCH3OH（相當于1mol甲醇）作還原劑，失去6mol電子，這樣得到6mol電子需要1.2mol硝酸做氧化劑（注：1mol硝酸變成N2需要得到5mol電子），因此參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比是5：6。故答案為：5:6。