Question

【題目】NOx是大氣污染物之一，主要來(lái)源于工業(yè)煙氣及汽車(chē)尾氣等。除去NOx的方法統(tǒng)稱為脫硝，一般有干法脫硝[選擇性催化劑法(SCR)]、濕法脫硝等。

請(qǐng)完成下列問(wèn)題：

(1)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)。2000 K 時(shí)，向固定容積的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2、O2 發(fā)生上述反應(yīng)，各組分體積分?jǐn)?shù)(φ)的變化如圖1所示。N2 的平衡轉(zhuǎn)化率為_____________。

(2)在密閉、固定容積的容器中，一定量NO發(fā)生分解的過(guò)程中，NO 的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2 所示。

①反應(yīng)2NO(g)N2(g)+O2(g) △H_______0 (填“>”或“<” )。

②一定溫度下，能夠說(shuō)明反應(yīng)2NO(g)N2(g)+O2(g)已達(dá)到化學(xué)平衡的________(填序號(hào))。a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 b.混合氣體的密度不發(fā)生變化

C.NO、N2、O2 的濃度保持不變 d.2v(NO)正=v(N2 )逆

(3)干法脫硝：SCR(選擇性催化劑法)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NO 排放。其工作原理如下：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

②反應(yīng)器中NH3 還原NO 的化學(xué)方程式為____________________。

(4)濕法脫硝：采用NaClO2 溶液作為吸收劑可對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝。323 K 下，向足量堿性NaClO2 溶液中通入含NO 的煙氣，充分反應(yīng)后，溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表：

離子	NO3-	NO2-	Cl-
c/(mol L-1)	2.0×10-4	1.0×10-4	1.75×10-4

①NaClO2 溶液顯堿性，用離子方程式解釋原因_______________________。

②依據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫(xiě)出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式_______________________。

Answer 1

【答案】 60% ＜ c CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑ 4NH3+6NO5N2+6H2O ClO2-+H2OHClO2+OH- 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O

【解析】（1）起始時(shí)N2、O2的濃度相等，設(shè)為amol/L，平衡時(shí)NO體積分?jǐn)?shù)為0.6，N2體積分?jǐn)?shù)為0.2，由三段式求解：

N2(g)+O2(g)2NO(g)

起始(mol) a a 0

轉(zhuǎn)化(mol) 0.6a 0.6a 1.2a

平衡(mol) 0.4a 0.4a 1.2a

N2的平衡轉(zhuǎn)化率==0.6amol÷amol==60%。

（2） ①T2先于T1達(dá)到平衡，說(shuō)明T2＞T1，溫度高時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率低，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H<0；②因反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，a錯(cuò)誤；因反應(yīng)前后體系內(nèi)氣體質(zhì)量不變，容積不變，密度就不變，故混合氣體的密度不發(fā)生變化不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，b錯(cuò)誤；C.NO、N2、O2 的濃度保持不變，c正確；(NO)正/ v(N2)逆=2，說(shuō)明正、逆速率相等，達(dá)到平衡，d錯(cuò)誤，故答案選c。

（3）（1）①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，結(jié)合原子守恒，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑；②從圖中可以看出NH3在催化劑作用下還原NO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)方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O 。

(4) ①NaClO2 是強(qiáng)堿弱酸鹽，在水溶液中水解顯堿性，離子方程式為：ClO2-+H2OHClO2+OH-；②由表格中數(shù)據(jù)分析可知，向足量堿性NaClO2 溶液中通入含NO 的煙氣，充分反應(yīng)后，硝酸根離子與亞硝酸根離子物質(zhì)的量之比為2：1，則總反應(yīng)的離子方程式為: 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O。