【題目】SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過(guò)量條件下的NOx排放.
(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:

①尿素[CO(NH22]水溶液熱分解為NH3和CO2 , 該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:
③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH42SO4 , 使催化劑中毒.用化學(xué)方程式表示(NH42SO4的形成:
④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測(cè)定溶液中尿素(M=60gmol1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3 , 所得NH3用過(guò)量的v1 mL c1 molL1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mL c2 molL1NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理:
NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示.

①通過(guò)BaO和Ba(NO32的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)NOx的儲(chǔ)存和還原.儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是
②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO32的催化還原過(guò)程,該過(guò)程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過(guò)程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系.第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO32的物質(zhì)的量之比是
③還原過(guò)程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生笑氣(N2O).用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān).在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO.將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:

【答案】
(1)CO(NH22+H2O 2NH3↑+CO2↑;8NH3+6NO2 7N2+12H2O;2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH42SO4;
(2)BaO;8:1;415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O
【解析】解:(1)①尿素[CO(NH22]水溶液熱分解為NH3和CO2 , 反應(yīng)物為尿素和水,反應(yīng)生成物為氨氣和水,原子守恒書寫化學(xué)方程式為:CO(NH22+H2O 2NH3↑+CO2↑,
故答案為:CO(NH22+H2O 2NH3↑+CO2↑;
②NH3在催化劑作用下還原NO2生成氮?dú)夂退,反?yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO2 7N2+12H2O,
故答案為:8NH3+6NO2 7N2+12H2O;
③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應(yīng)形成(NH42SO4 , 此反應(yīng)中SO2是還原劑,氧氣是氧化劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH42SO4 ,
故答案為:2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH42SO4;
④涉及反應(yīng)為2NH3+H2SO4=n(NH42SO4 , 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O,反應(yīng)中n(H2SO4)=v1×c1×103mol,n(NaOH)=v2×c2×103mol,
由方程式可知n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),
則n(NH3)=(2v1×c1×103﹣v2×c2×103)mol,
則m(CO(NH22)= ×(2v1×c1×103﹣v2×c2×103)mol×60g/mol=(0.06v1c1﹣0.03v2c2 )g,尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 = ,
故答案為: ;(2)①由圖示可知BaO和NOx反應(yīng)生成Ba(NO32 , Ba(NO32再還原為N2 , 則儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)為BaO,故答案為:BaO;
②第一步反應(yīng)中H2被氧化生成水,化合價(jià)由0價(jià)升高到+1價(jià),Ba(NO32的N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到﹣3價(jià),生成氨氣,則1molBa(NO32生成氨氣轉(zhuǎn)移16mol電子,參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為 =8mol,則消耗的H2與Ba(NO32的物質(zhì)的量之比是8:1,
故答案為:8:1;③在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO,由N元素守恒可知15NO與NH3應(yīng)為1:1,可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O,
故答案為:415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O
(1)①尿素[CO(NH22]水溶液熱分解為NH3和CO2 , 結(jié)合原子守恒配平書寫化學(xué)方程式;
②反應(yīng)器中NH3還原NO2生成氮?dú)夂退,根?jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式;
③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應(yīng)形成(NH42SO4 , 此反應(yīng)中SO2是還原劑,氧氣是氧化劑,結(jié)合電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式;
④涉及反應(yīng)為2NH3+H2SO4=n(NH42SO4 , 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O,由方程式可知n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),以此計(jì)算;(2)①由圖a可知儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是BaO;②第一步反應(yīng)中H2被氧化生成水,化合價(jià)由0價(jià)升高到+1價(jià),Ba(NO32的N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到﹣3價(jià),生成氨氣,結(jié)合得失電子數(shù)目相等計(jì)算;③在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO,由N元素守恒可知15NO與NH3應(yīng)為1:1,結(jié)合電子得失相等配平.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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