Question

16．煙氣的脫硫（除SO₂）和脫硝（除NO）都是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)．可以通過氧化還原反應(yīng)或酸堿反應(yīng)進(jìn)行脫硫和脫硝．完成下列填空．
（1）煙氣中含有一定量的氮氧化物（NO₂），可以利用甲烷與NO₂一點(diǎn)條件下反應(yīng)，產(chǎn)物為空氣中含有的無害成分，從而消除污染．寫出CH₄與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O．
（2）用催化劑可以使NO、CO污染同時(shí)降低，2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g），根據(jù)傳感器記錄某溫度下NO、CO的反應(yīng)進(jìn)程，測(cè)量所得數(shù)據(jù)繪制出如圖．

前1s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂）=2.7×10^-4mol/（L．s）；第2s時(shí)的x值范圍30.6＞x＞25.2；
（3）利用石灰乳和硝酸工業(yè)的廢氣（含NO、NO₂）反應(yīng)，既能凈化空氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca（NO₂）₂，其部分工藝流程如下：
①濾渣可以循環(huán)使用，濾渣的主要成分是Ca（OH）₂；
②生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca（NO₂）₂會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應(yīng)的離子方程式為3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)甲烷與NO₂一點(diǎn)條件下反應(yīng)生成空氣中含有的無害成分，則根據(jù)原子守恒產(chǎn)物為氮?dú)�、二氧化碳和水�?br />（2）利用v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（CO），根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求v（N₂）；根據(jù)隨著反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)速率越來越小分析；
（3）①濾渣的主要成分是Ca（OH）₂；
②根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒定律書寫．

解答 解：（1）因?yàn)榧淄榕cNO₂一點(diǎn)條件下反應(yīng)生成空氣中含有的無害成分，則根據(jù)原子守恒產(chǎn)物為氮?dú)�、二氧化碳和水，方程式為CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O；
（2）一氧化碳的反應(yīng)速率為v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（36-30.6）×10{\;}^{-4}mol/L}{1s}$=5.4×10^-4mol/（L．s），同一化學(xué)反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，所以v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（CO）=2.7×10^-4mol/（L．s）；
因?yàn)殡S著反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)速率越來越小，所以第2S消耗的CO小于第1S的36-30.6=5.4，則第2s時(shí)的30.6＞x＞30.6-5.4=25.2，故答案為：2.7×10^-4mol/（L．s）；30.6＞x＞25.2；
（3）①濾渣可以循環(huán)使用，則濾渣主要成分是Ca（OH）₂，故答案為：Ca（OH）₂；
②反應(yīng)物是NO₂^-和H⁺，生成物是一氧化氮，硝酸根和水，反應(yīng)的離子方程式為3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O，故答案為：3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題以煙氣的脫硫和脫硝為載體，考查環(huán)境保護(hù)、方程式書寫、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率等，題目難度中等，本題注意把握數(shù)據(jù)處理能力和圖象分析能力．