Question

汽車尾氣中的氫氧化物嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量，消除尾氣中的氫氧化物有多重方法

（1）NH₃催化還原氫氧化物（SCR）技術(shù)是用Fe做催化劑，在氧氣足量的情況下，不同c（NO₂）、c（NO）對應(yīng)的脫氧率如圖1所示，脫氧效果最佳的是

c(NO2)

c(NO)

=

 

，已知生成1molN₂反應(yīng)放出的熱量為QkJ，此時對應(yīng)的脫氧反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

（2）新型O₃氧化技術(shù)對尾氣中的氫氧化物脫除效果顯著，尾氣中NO₂的多數(shù)以NO形式存在的，發(fā)生反應(yīng)：NO（g）+O₃（g）?NO₂（g）+O₂（g）
①當(dāng)反應(yīng)生成1molO₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

 

mol
②在一定條件下，將NO和O₃通入絕熱恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖2上述，有圖可得出的正確說法是

 

a．反應(yīng)在c點達(dá)到平衡狀態(tài)
b．反應(yīng)物濃度：b點小于c點
c．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量
d．△t₁=△t₂時，NO的轉(zhuǎn)化量：a-b段小于b-c段
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物反應(yīng)過程如下：NO

ClO2

反應(yīng)Ⅰ

NO₂

Na2SO3水溶液

反應(yīng)Ⅱ

無污染物．
反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是

 

（4）利用固體氧化物電解池通過電解方式分解氮氧化物如圖3所示，該電源的b端是

 

極，寫出電解池通入NO的電極反應(yīng)式

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)的計算,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)反應(yīng)速率變化曲線及其應(yīng)用

專題：

分析：（1）由圖可知，300℃，

c(NO2)

c(NO)

=1：1時脫氧效果最佳，生成1mol氮氣放出QkJ熱量，則生成2mol氮氣放出2QkJ熱量；
（2）①由N元素的化合價計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
②該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，容器體積不變，故體系壓強(qiáng)恒定．絕熱恒容密閉容器，體系溫度隨反應(yīng)進(jìn)行變化，隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)物的濃度降低，由圖可知，c點以前正反應(yīng)速率增大，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c點以后反應(yīng)正反應(yīng)速率降低，應(yīng)是濃度影響比溫度影響更大．圖為正反應(yīng)速率隨時間變化，說明反應(yīng)未到達(dá)平衡；
（3）二氧化氮與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣和硫酸鈉；
（4）由圖可知，氧離子向陽極移動，則a為正極，b為負(fù)極，NO在陰極上得到電子生成氮氣．

解答： 解：（1）根據(jù)縱坐標(biāo)可知，相同溫度下，脫氮率越高的效果越好，即300℃，

c(NO2)

c(NO)

=1：1時脫氧效果最佳；生成1mol氮氣放出QkJ熱量，則生成2mol氮氣放出2QkJ熱量，則其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H=-2QkJ/mol，
故答案為：1：1；2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H=-2QkJ/mol；
（2）①NO（g）+O₃（g）?NO₂（g）+O₂（g）中N元素的化合價由+2價升高為+4價，則當(dāng)反應(yīng)生成1molO₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol×（4-2）=2mol，故答案為：2；
②a．反應(yīng)在c點前，溫度對速率影響大，c點以后濃度減小對速率影響大，C點未達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．反應(yīng)為達(dá)平衡，b點在c點之前，濃度反應(yīng)物濃度：b點大于c點，故b錯誤；
c．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故c錯誤；
d．a(chǎn)～b段反應(yīng)速率小于b～c段反應(yīng)速率，△t₁=△t₂時，b～c段反應(yīng)的NO更多，故NO的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段，故d正確；
故答案為：d；
（3）二氧化氮與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣和硫酸鈉，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是NO₂+4Na₂SO₃=N₂+4Na₂SO₄，故答案為：NO₂+4Na₂SO₃=N₂+4Na₂SO₄；
（4）由圖可知，氧離子向陽極移動，則a為正極，b為負(fù)極，NO在陰極上得到電子生成氮氣，則電極反應(yīng)為2NO+4e^-=N₂+2O^2-，故答案為：負(fù)；2NO+4e^-=N₂+2O^2-．

點評：本題考查較綜合，涉及熱化學(xué)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的計算、反應(yīng)速率與圖象、電極反應(yīng)等，綜合性較強(qiáng)，注重高頻考點的考查，題目難度中等．