Question

18．近年来发现许多生物体组织中存在的少量NO有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，成为当前生命科学的研究热点．请回答下列问题：
（1）NO在大气层中可发生反应：NO+O₂=NO₂+O，NO₂+O=NO+O₂，从反应最终结果看，NO是一种E   （填序号）；
A．氧化剂   B．还原剂   C．还原产物     D．氧化产物   E．催化剂
（2）将NO转化为无毒气体，可选用NH₃在400℃左右并有催化剂存在下把NO还原为氮气和水，写出该反应的化学方程式6 NO+4NH₃=5N₂+6H₂O；相同条件下能 （填“能”或“否”）用天然气代替NH₃来处理硝酸尾气 （NOx）？如果可能，请写出发生反应的化学方程式：x CH₄+4NO_x═x CO₂+2N₂+2x H₂O；并指出是否具有实际意义及相应理由：天然气比NH₃易得，且价格便宜．用天然气代替NH₃具有实际生产价值；
（3）在含Cu⁺的酶的活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu⁺与亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：NO₂^-+Cu⁺+2H⁺=NO↑+Cu²⁺+H₂O；
（4）把NO气体压缩到1.01×10⁷Pa，再加热到一定温度，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力的$\frac{2}{3}$，然后压力就不再改变，已知其中一种产物为N₂O，则上述变化的两个化学方程式为：3NO=N₂O+NO₂ 2NO₂=N₂O₄所得混合气体的平均摩尔质量M的取值范围应该是：45g/mol＜M＜60g/mol．

Answer 1

分析 （1）根据催化剂的特点来回答判断；
（2）根据NH₃在400℃左右并有催化剂存在下把NO还原为氮气和水，来书写方程式；根据已完成的反应将氨气用甲烷代替即可；
（3）亚铜离子具有还原性，能够被亚硝酸根离子氧化，生成铜离子，亚硝酸根离子被还原为一氧化氮；
（4）在常温下，把NO气体压缩到1.01×10⁷Pa，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的$\frac{2}{3}$，然后压强就不再改变．已知其中一种产物为N₂O，依据原子个数守恒可知该反应为：3NO=N₂O十NO₂，因为存在2NO_2?N₂O₄，即生成的NO₂又双聚成N₂O₄，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的$\frac{2}{3}$；
若只发生反应：3NO=N₂O十NO₂，气体的平均摩尔质量最小，若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，据此计算解答．

解答 解：（1）根据反应知道，在第一个反应中消耗NO，第二个反应中又生成等量的NO，所以NO是催化剂，故答案为：E；
（2）NH₃在400℃左右并有催化剂存在下把NO还原为氮气和水，即6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O，用天然气代替NH₃来处理硝酸尾气（用NOx表示）的方程式为：xCH₄+4NOx=xCO₂+2N₂+2x H₂O，该反应所具有实际意义是天然气比NH₃易得且价格便宜，
故答案为：6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O；能；xCH₄+4NOx=xCO₂+2N₂+2xH₂O；天然气比NH₃易得且价格便宜，用天然气代替NH₃具有实际生产价值；
（3）亚铜离子与亚硝酸根离子发生氧化还原反应生成铜离子和一氧化氮，化学方程式为：NO₂^-+Cu⁺+2H⁺=H₂O+Cu²⁺+2NO↑；
故答案为：NO₂^-+Cu⁺+2H⁺=H₂O+Cu²⁺+2NO↑；
（4）在常温下，把NO气体压缩到1.01×10⁷Pa，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的$\frac{2}{3}$，然后压强就不再改变．已知其中一种产物为N₂O，依据原子个数守恒可知该反应为：3NO=N₂O十NO₂，因为存在2NO_2?N₂O₄，即生成的NO₂又双聚成N₂O₄，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的$\frac{2}{3}$，
若只发生反应：3NO=N₂O十NO₂，气体的平均摩尔质量最小，此时M=$\frac{3×30g/mol}{2}$=45g/mol，
若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，1molNO₂得到0.5molN₂O₄，
则此时M=$\frac{1mol×44g/mol+0.5mol×92g/mol}{1mol+0.5mol}$=60g/mol，
综上分析，可知45g/mol＜M＜60g/mol，
故答案为：3NO=N₂O十NO₂、2NO₂?N₂O₄；45g/mol＜M＜60g/mol．

点评 本题综合考查学生物质的性质以及应用、氧化还原反应中的基本知识、化学方程式的书写和配平、化学计算，属于拼合型题目，涉及守恒法、极限法的运用等等知识，注意知识的迁移和应用是关键，难度中等．