Question

17．目前研究汽車(chē)尾氣中的NO₂處理問(wèn)題成為重要課題，請(qǐng)完成下列問(wèn)題
（1）可以利用反應(yīng)：NO₂+G$\stackrel{催化劑}{→}$N₂+H₂O+nX（ n可以為零）將NO₂變成無(wú)害的N₂，若要求X必須為無(wú)污染的物質(zhì)，則G可以是ad（選填字母）
a．NH₃       b．CO₂       c．SO₂   d．CH₃CH₂OH
當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO₂的體積為6.72L．
（2）NH₃催化還原氨氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的氨氧化物脫除技術(shù)，反應(yīng)原理如圖所示．
①SCR技術(shù)中的氧化劑為NO₂、NO
②當(dāng)NO₂與NO的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，與足量氨氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的總化學(xué)方程式為2NH₃+NO₂+NO=2N₂+3H₂O，當(dāng)有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，則參與反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量為0.5mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑的特點(diǎn)結(jié)合常見(jiàn)的氧化劑和還原劑來(lái)回答，將NO₂變成無(wú)害的N₂中，氮元素的化合價(jià)降低了，二氧化氮做氧化劑，需要加入還原劑G，X必須為無(wú)污染的物質(zhì)，結(jié)合電子守恒計(jì)算消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO₂的體積；
（2）①元素化合價(jià)降低得電子做氧化劑，分析元素化合價(jià)，化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑；
②NH₃中氮的化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià)，一個(gè)NH₃失去3個(gè)電子，NO₂中氮的化合價(jià)由+4價(jià)降低到0價(jià)，一個(gè)NO₂得到4個(gè)電子，NO中氮的化合價(jià)由+2價(jià)降低到0價(jià)，一個(gè)NO得到2個(gè)電子，當(dāng)NO₂與NO的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的最小公倍數(shù)為6，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等、原子守恒來(lái)配平．

解答 解：（1）將NO₂變成無(wú)害的N₂中，氮元素的化合價(jià)降低了，二氧化氮做氧化劑，需要加入還原劑，X必須為無(wú)污染的物質(zhì)，在下列四種物質(zhì)：a．NH₃ b．CO₂ c．SO₂ d．CH₃CH₂OH中，能被二氧化氮氧化具有還原性的物質(zhì)有乙醇和NH₃，NO₂由+4價(jià)降低為0價(jià)，降低4價(jià)，即轉(zhuǎn)移4mol電子，當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí)，消耗NO₂ 為0.3mol，體積為6.72L，
故答案為：ad；6.72；
（2）①由圖甲可知SCR技術(shù)中NH₃與NO、NO₂反應(yīng)產(chǎn)物為N₂和水，故氧化劑為NO、NO₂，故答案為：NO、NO₂；
②NH₃中氮的化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià)，一個(gè)NH₃失去3個(gè)電子，NO₂中氮的化合價(jià)由+4價(jià)降低到0價(jià)，一個(gè)NO₂得到4個(gè)電子，NO中氮的化合價(jià)由+2價(jià)降低到0價(jià)，一個(gè)NO得到2個(gè)電子，當(dāng)NO₂與NO的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的最小公倍數(shù)為6，結(jié)合質(zhì)量守恒可知方程式為：2NH₃+NO+NO₂=2N₂+3H₂O；每有1molNO反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子6mol，所以有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，生成NO物質(zhì)的量為0.5mol，
故答案為：2NH₃+NO+NO₂=2N₂+3H₂O；0.5mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑判斷、氧化還原方程式書(shū)寫(xiě)、水解平衡常數(shù)計(jì)算、弱酸的性質(zhì)等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，難度中等．