Question

氮氧化合物是大氣污染的重要因素，使NO_x的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題．

（1）汽車排放的尾氣中含NO，生成NO的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）將NO₂變成無害的N₂要找到適合的物質(zhì)G與適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，G應(yīng)為

 

（填寫“氧化劑”或“還原劑”）．下式中X必須為無污染的物質(zhì)，系數(shù)n可以為0．
NO₂+G 

催化劑

N₂+H₂O+nX（未配平的反應(yīng)式）．
下列化合物中，滿足上述反應(yīng)式中的G是

 

（填寫字母）．
a．NH₃ b．CO₂ c．SO₂ d．CH₃CH₂OH
（3）某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉(zhuǎn)化為N₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖1所示．①若不使用CO，溫度超過775℃，發(fā)現(xiàn)NO的轉(zhuǎn)化率降低，其可能的原因為

 

；在

n(NO)

n(CO)

=1的條件下，應(yīng)控制的最佳溫度在

 

左右．
②用C_xH_y（烴）催化還原也可消除氮氧化物的污染．寫出CH₄與NO₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（4）治理水中硝酸鹽污染的方法是：
①催化反硝化法中，用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強．則反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
②在酸性條件下，電化學(xué)降解NO₃^-的原理如圖2，電源正極為：

 

（選填“A”或“B”），陰極反應(yīng)式為：

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）汽車尾氣生成是氮氣和氧氣放電反應(yīng)生成一氧化氮；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑的特點結(jié)合常見的氧化劑和還原劑來回答；
（3）①升高溫度，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，該反應(yīng)放熱；
②甲烷和二氧化氮反應(yīng)生成二氧化碳、氮氣和水；
（4）①根據(jù)信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強，即生成氫氧根離子，據(jù)此書寫方程式；
②在電解池的陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，據(jù)此書寫電極反應(yīng)．

解答： 解：（1）汽車尾氣生成是氮氣和氧氣放電反應(yīng)生成一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂+O₂

放電  .

2NO；
（2）將NO₂變成無害的N₂中，氮元素的化合價降低了，二氧化氮做氧化劑，需要加入還原劑，X必須為無污染的物質(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，故答案為：還原劑；ad；
（3）②升高溫度，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，該反應(yīng)放熱；由圖可知，在

n(NO)

n(CO)

=1的條件下，870K時，NO還原為N₂的轉(zhuǎn)化率為100%，
故答案為：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于平衡向逆（左）方向移動，NO轉(zhuǎn)化率降低；870K；
②CH₄與NO₂發(fā)生反應(yīng)生成無毒的N₂、CO₂和H₂O，反應(yīng)為CH₄+2NO₂═CO₂+N₂+2H₂O，
故答案為：CH₄+2NO₂═CO₂+N₂+2H₂O；
（4）①根據(jù)信息：用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強，即生成氫氧根離子，發(fā)生的反應(yīng)為：2NO₃^-+5H₂

催化劑  .

N₂+2OH^-+4H₂O，
故答案為：2NO₃^-+5H₂

催化劑  .

N₂+2OH^-+4H₂O；
②根據(jù)裝置圖示可以看出，右端電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即為陰極，反應(yīng)式為：2NO₃^-+12 H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O，所以B是負(fù)極，A是正極，
故答案為：A；2NO₃^-+12 H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

點評：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)，電解池原理的分析應(yīng)用，難度中等．根據(jù)圖象分析出分解率的變化特點是解題的關(guān)鍵．